Leichtere Produktauswahl

für den Export

nach Nordamerika

Produkte fürUSA und Kanada

Befehlen und SignalisierenMotoren schalten, schützen, antreiben

AutomatisierenEnergiemanagement

Fachaufsatz

Dipl.-Ing. Wolfgang Esser

2. geänderte Aufl age 2013

2

Bisher war es nicht immer ganz einfach, geeignete Schalt- und Schutzgeräte auszuwählen,

die in Maschinen- und Anlagensteuerungen für den Export nach Nordamerika einge-

baut werden dürfen. Das Verbesserungspotenzial war für Eaton ein Grund den deut-

schen Hauptkatalog 2010 umzugestalten. Der deutsche Katalog ist der Stamm-Katalog,

von dem der Online Katalog und Auslands-Kataloge abgeleitet werden. Im neuen Katalog

findet man nun, für alle Produktgruppen, die wichtigsten Informationen für die export-

orientierte Produktauswahl und teilweise sogar für die richtige Kombination der Kompo-

nenten direkt auf den Auswahlseiten. Die neue Seitengestaltung setzte gute Kenntnisse

über die nordamerikanischen Codes & Standards bei den Produktmanagern, Produktsup-

portern und Redakteuren voraus, die von der Approbationsabteilung unterstützt wurden.

Es war gutes Wissen über die Besonderheiten bei der Anwendung der Produkte in Nord-

amerika notwendig.

Vielleicht fragt man sich, ob der Umfang dieses Aufsatzes wirklich für eine leichte

Produktauswahl spricht? Der Aufsatz enthält viele anwendungstechnische Hinweise,

Antworten auf Fragen, die bei Kundenkontakten häufig gestellt werden. Bei Kunden sind

zu bestimmten Themen Unsicherheiten zu erkennen und der Aufsatz gibt Hinweise auf

häufig vorkommende Fehler. Das Hintergrundwissen aus diesem Aufsatz soll eine noch

höhere Projektierungssicherheit erzielen.

Leichtere Produktauswahl

für den Export nach Nordamerika

– Ein Leitfaden für Export-Weltmeister aus dem

Maschinen- und Steuerungsbau –

3

Inhalt

Leichtere Produktauswahl für den Export nach Nordamerika – Ein Leitfaden für Export-Weltmeister aus dem Maschinen- und Steuerungsbau 2Warum werden die Belange der wichtigen Exportmärkte „USA und Kanada“ im deutschen Hauptkatalog Indus trie so stark betont? 4Grundlagen für die Approbationen und ihre rechtliche Bedeutung 4Inspektor am Einsatzort der Maschine 5Approbationsformen bei Komponenten von Eaton 6Technische Daten und Approbationsstatus für Nordamerika 8Elektrische Spannungsarten und Netzformen in Nordamerika 10Codes und Standards in Nordamerika 12Gerätearten in Nordamerika 12Geräte für die Energieverteilung (Distribution Equipment) 12Industrieschaltgeräte (Industrial Control Equipment) 12Arten der Stromkreise in Nordamerika 13Leistungsangaben für Industrieschaltgeräte 13Motorschütze DILM und Spezialschütze DIL… 14Kombination „Schütz und Überlastrelais“ („Non Combination Motor Starter“) 14Motor Starter („Combination Motor Starter“) 16IEC/EN Motorschutzschalter 16Motorschutzschalter PKZ(M), PKE 17Motorstarter ohne zusätzliches Kurzschlussschutzorgan, UL 508 Type E Self-Protected Combination Motor Controller 17UL 508 Manual Type E Starter, handbetätigte UL 508 Type E Starter 20UL 508 Type F Starter, fernschaltbare Type F Starter 20Motorstarter für größere Motorleistungen 21Motorschutz-Leistungsschalter, NZM…-ME…-NA 21Leistungsschalter ohne Überlastschutz, NZM..-S(E)..-CNA 23Leistungsschalter NZM...A(E)…-NA, NZM…A(E)F…-NA, NZM…VE…-NA, NZM…V(E)F…-NA 24Leistungsschalter PKZM4- …-CB 24Lasttrennschalter N, PN 25Molded Case Switches NS…-NA 25Strombegrenzung (Current Limiting) 25Reihenschaltung von Schutzschaltern, Back-up-Schutz (Series Rating) 26Betätigungsorgane für Leistungsschalter und Molded Case Switches 26Türkupplungsdrehgriffe für Nordamerika 28Leitungsschutzschalter FAZ (Supplementary Protectors) 28UL/CSA Leistungsschalter FAZ…-NA, FAZ…-RT (Molded Case Circuit Breakers, MCCB) 29Approbation von Schalt- und Schutzgeräten für den Einsatz in Nordamerika 29Sicherungsunterteile und Schmelzsicherungen 30Nockenschalter T, Lasttrennschalter P 1 und P 3 31Softstarter und Frequenzumrichter 32Softstarter DS7 32Frequenzumrichter DC1 und DA1 32easyRelay und MFD-Titan 32Transformatoren und Drosseln 33Schutzarten für Gehäuse und Geräte, die in die Oberflächen eingebaut werden. (Degree of Protection) 33Stahlblechgehäuse und Installationstechnik 35Stahlblech-Wandgehäuse CS 35Isolierstoffgehäuse CI-…-NA 35Sammelschienensysteme SASY 60i 36Zusammenfassung 36Literatur 38

Hinweis:In Deutschland und Europa wird üb licherweise der Begriff „Approbation/Approval“ benutzt, obwohl der Begriff „Zertifizierung“ dem nordamerikanischen Sprachge-brauch entsprechen würde. Eine Zertifizeriung von Produkten erfolgt durch die

NRTL‘s (z.B. UL, CSA u.a.), eine Approbation (Akzeptanz) erfolgt durch die ört-lichen Inspektoren der Authorities Having Jurisdiction (AHJ). In diesem Aufsatz wird der Begriff „Approbation“ für die Zulassung durch die NRTL‘s verwendet.

4

LISTED

Warum werden die Belange der wichtigen Exportmärkte

„USA und Kanada“ im deutschen Hauptkatalog Indus trie

so stark betont?

Intensive Gespräche mit Maschinen-, Anlagen- und Schaltanla-genbauern unterschiedlicher Technologien und Betriebsgrößen zeigten sehr übereinstimmend, dass die in diesem Segment tätigen Kunden eine partnerschaftliche Unterstützung durch den Lieferanten erwarten bzw. fordern. Warum?

Die Unterstützung der Exportgeschäfte nach Nordamerika ist so wichtig und erfolgreich,

• weil die für diese Geschäfte notwendigen Produkte, durch die Aktivitäten von Maschinen- und Schaltanlagenbauern, besonders hohe, indirekte Exportanteile erzielen, die eine besonders qualifizierte Darstellung rechtfertigen,

• weil weniger bekannte nordamerikanische Codes und Stan-dards anzuwenden sind, die sich deutlich von den überwie-gend angewandten IEC/EN-Normen unterscheiden,

• weil für diese Exportprojekte grundsätzlich approbierte Geräte benötigt werden,

• weil die approbierten Geräte oft anders dimensioniert und häufig in einer anderen Weise kombiniert und eingesetzt werden müssen, als dies von IEC und EN her bekannt ist,

• weil bei der Projektierung zusätzlich weniger bekannte nord-amerikanische Markt- und Gebrauchsgewohnheiten zu berücksichtigen sind, die nicht in Büchern nachzulesen sind,

• weil diese Kunden mit dem eigenen, kompetenten Personal Maschinen für die ganze Welt bauen möchten, ohne für die Projektierung ihr spezifisches Maschinenbau-Know-how aus dem Haus geben zu müssen,

• weil diese Firmen Schalt- und Schutzgeräte nicht bei Liefe-ranten kaufen wollen, die zu ihnen im Schaltschrankbau im direkten Wettbewerb stehen,

• weil qualifizierte Schaltanlagenbauer dieses anspruchsvolle Geschäftsfeld ausbauen wollen.

Die selbstbewussten und anspruchsvollen Kunden in diesem Geschäftssegment sehen im neuen Hauptkatalog, dass sie für alle Märkte weitgehend die gleichen Geräte von Eaton ein-setzen können und sie sehen auch, dass es wieder neue, inte-

ressante und effiziente Produkte für dieses Geschäftsfeld gibt. Auch in der Zukunft ist der Katalog nicht das alleinige Medium für den Kundenkontakt. Der Katalog ersetzt nicht den persönli-chen Kontakt und die persönliche Beratung. Zwei Aspekte für die Eaton Electric bekannt ist.

Die umfangreichen Verbesserungen im neuen Katalog sind die direkte Reaktion auf sehr intensive Diskussionen mit unseren exportierenden Kunden. Eaton hat die Bedürfnisse und Wün-sche da abgeholt, wo die Produkte verarbeitet werden und wo die Fragen entstehen; in den Planungsbüros und in den Werk-stätten. Praktiker haben mit Praktikern diskutiert. Auch die Erkenntnisse aus dem Produktsupport und aus vielen Export-Seminaren, die mit diesem Kundenkreis veranstaltet wur-den, sind eingeflossen. Die Verbesserungen im Katalog sind ein deutliches Signal, dass Eaton den Export für seine Kun-den möglichst einfach gestalten will. Der Katalog stellt aus-schließlich die Produkte von Eaton dar. In Einzelfällen, z.B. bei Leistungsschaltern für größere Ströme, können die nationalen Vertriebsgesellschaften der Eaton Electric ergänzend auf wei-tere approbierte Produkte des Eaton Konzerns zugreifen.

Dieser Aufsatz stellt die exportrelevanten Merkmale der wich-tigsten Komponenten in kurzer Form vor 1. Tiefer gehende Erläuterungen zum „Export nach Nordamerika“ bieten aus-führliche Eaton Fachaufsätze 2 [1] und ein Kapitel des kostenlo-sen Schaltungsbuchs [2]. Erläuterungen zu speziellen Begriffen der nordamerikanischen Codes und Standards findet man jetzt zusätzlich im Glossar des Katalogs. Mit dem Begriff „Nord-amerika“ bzw. mit der Abkürzung „NA“ sind in diesem Aufsatz immer die USA und Kanada angesprochen.

Grundlagen für die Approbationen und ihre rechtliche

Bedeutung

In den USA verlangen die gesetzlich verankerte OSHA 3 und der NEC/NFPA 70 4 die Approbation von Geräten und Anla-gen. Die notwendigen Prüfungen und Zertifizierungen können ausschließlich durch unterschiedliche „Nationally Recognized Testing Laboratories“ (NRTL) erfolgen. Den größten Bekannt-heitsgrad und die höchste Akzeptanz besitzen die Underwriter‘s Laboratories (UL) 5. Alternativen können Zulassungen und die Approbationszeichen von zugelassenen, amerikanischen Toch-tergesellschaften deutscher Technischer Überwachungsver-eine (TÜV) 6 oder z.B. von der auch im deutschsprachigen Raum tätigen ETL-Intertek 7 bilden (Bild 1). Allein auf der Basis von Prüfungen durch den Hersteller kann keine Approbation von Produkten erfolgen. Es ist immer eine unabhängige „Third Party-Prüfung und Zulassung“ notwendig. Das ist ein wesent-liches Merkmal des nordamerikanischen Sicherheitssystems für elektrotechnische Produkte.

Kanada hat eigenständige Standards und dort müssen alle elek-trischen Betriebsmittel dem CEC/CSA-C22.1-09 8 entsprechen, der ebenfalls verlangt, dass alle Geräte und Anlagen durch die CSA 9 oder gleichwertige Gesellschaften approbiert sind.

1 Stand der beschriebenen Codes und Standards, sowie der Entwicklungs- und Approbationsstand: Januar 2010

2 siehe: http://www.moeller.net/de/company/news/publications/index.jsp, die Aufsätze können auch als deutsch- oder englischsprachige Druckschriften kostenlos angefordert werden.

3 Occupational Safety and Health Administration, http://www.osha.gov4 National Electrical Code [3]5 UL, http://www.ul.com6 z.B. TUV Rheinland of North America, Inc., http://www.tuv.com/us,

TÜV SÜD America http.//www.tuev-sued.de7 http://www.intertek.com, http://www.intertek.de8 Canadian Electrical Code [4]9 Canadian Standards Association, http://www.csa.ca

Bild 1: Zielmärkte für den Export von Maschinen und Anlagen, in denen nicht nach den Normen der IEC oder nach EN gearbeitet wird und Bei-spiele für die Approbationszeichen verschiedener „Nationally Recog-nized Testing Laboratories“.

5

1) 2) 3) 4) 5) 6)

FF

1

Infolge der Handelsbeziehungen im Rahmen der NAFTA-Ver-träge 10 gibt es zusätzlich zu den schon bekannten UL oder CSA-Zulassungen schon seit vielen Jahren die Möglichkeit, bei allen Approbationsgesellschaften jeweils eine gemeinsame Zulas-sung für die USA und Kanada zu beantragen. Die Geräte tragen dann ein Logo, das in beiden Regionen Anerkennung finden soll (Bild 2). Von Eaton wurde bisher selten Gebrauch von dieser Approbationserleichterung gemacht, weil diese Kombinations-Approbationen von lokalen Inspektoren und Endverbrauchern immer noch nicht voll akzeptiert werden. Es ist sogar eine nachlassende Akzeptanz zu beobachten. Darüber wird auch von Maschinenbau-Unternehmen berichtet. Für Eaton ist es wich-tig, unseren Kunden vermeidbare Probleme mit approbierten Geräten in Nordamerika zu ersparen. Deshalb arbeitet Eaton auch ausschließlich mit den nordamerikanischen Hauptverwal-tungen der Approbations-Gesellschaften zusammen. Eaton ist selbst in amerikanischen Normenausschüssen vertreten.

Inspektor am Einsatzort der Maschine

Eine wesentliche Besonderheit des nordamerikanischen Mark-tes besteht darin, dass gewerbliche und industrielle, elektri-sche Einrichtungen, bis auf wenige Ausnahmen, vor der ersten Benutzung, am vorgesehenen Einsatzort, durch Inspektoren (Authorities Having Jurisdiction, AHJ) auf gesetzlicher Basis abgenommen werden müssen. Die Inspektoren, auch „Elec-trical Inspectors“, „Approval Agency Representatives“ 11 oder „Code Enforcement Officers“ genannt, können den Betrieb von beanstandeten Maschinen oder Anlagen rechtsverbind-lich verbieten. Letztendlich können dann nur Nachbesserungen eine Inbetriebnahme ermöglichen. Dabei muss man beachten, dass die ausländische Herstellerfirma diese Nachbesserungen in Nordamerika nicht immer mit eigenem Personal durchfüh-ren darf.

Es gibt unterschiedliche Wege, wie die AHJ’s von Neuanlagen erfahren, z.B. über Bauanträge, Stromlieferanten, Versicherun-gen. Ein anderer Weg ist die Meldung durch den Betreiber. In Nordamerika sind die Arbeitgeber verpflichtet sichere Arbeits-plätze für ihre Mitarbeiter bereitzustellen. Wenn der Arbeit-geber auch von seiner Seite aus mit den lokalen Inspektoren zusammenarbeitet, wird das als Zeichen seiner Fürsorge für seine Mitarbeiter gewertet. Wenn der Inspektor etwas bean-standet, kann das durchaus wirksamer sein, als eine Beanstan-dung durch den Betreiber. Es kann sehr empfehlenswert sein, sich bereits in der Projektierungsphase von komplexen Anlagen mit dem örtlich zuständigen Inspektor zu Situationen, die in den Codes und Standards nicht eindeutig beschrieben sind, abzu-stimmen. Der Inspektor (AHJ) kann bei Bedarf weitere, örtliche Begutachtungen durch ein NRTL anordnen.

10 North American Free Trade Agreement, Nordamerikanisches Freihandelsab-kommen

11 Im Aufsatz wird über verschiedene Inspektoren geschrieben. Die Inspektoren der Approbations-Gesellschaften würde man als „Certification Agency Repre-sentatives“ bezeichnen.

Die Inspektoren überzeugen sich unter anderem von der Appro-bation aller verarbeiteten Komponenten. Mit der Approba-tion der Komponenten alleine ist es aber noch nicht getan. Die Komponenten müssen eine Approbation nach dem richtigen Standard für den jeweiligen Einsatz besitzen (Art der Schaltan-lage, Art der elektrischen Last, usw.). Die approbierten Kom-ponenten müssen entsprechend der Codes NEC bzw. CEC und der anzuwendenden Standards korrekt dimensioniert, kombiniert und eingesetzt sein. Durch die bereits vom Kom-ponentenhersteller veranlasste Approbation von „Gerätekom-binationen“, z.B. von Motorstarter-Kombinationen, lassen sich meistens bessere technische Daten erreichen, als dies bei der bloßen Kombination der Einzelgeräte ohne Kombinationsprü-fungen möglich ist. Das liegt daran, dass sich die Komponenten bei den Schaltaufgaben gegenseitig unterstützen. Kurzschluss-ströme werden bei diesen Kombinationen durch mehrere, in Reihe liegenden Kontakten unterbrochen. Jeder Kontakt hat nur einen Bruchteil der Lichtbogenspannung zu unterbre-chen. Bei Eaton werden vielfach sehr schnelle, strombegren-zende Kontakte zur Optimierung des Schaltvorgangs eingesetzt (Bild 3). Bei modernen Leistungsschaltern sind das z.B. hoch-dynamische Rotationskontakte. Ein Teil der Leistungsschalter-Baugrößen besitzt die zusätzliche Approbation für das „Current Limiting“ 12, ein weiteres im Katalog angegebenes Auswahlkri-terium. Das Erreichen der bestmöglichen Performance ist z.B. für ein optimales „Overall Short Circuit Current Ratings“ 13 der gesamten Schaltanlage wichtig.

Viele Maschinen- und Schaltanlagenbauer lassen ihre Endpro-dukte (z.B. Maschinen, Anlagen 14) bereits am Produktionsort, z.B. in Europa, untersuchen und approbieren oder sie besitzen sogar eigene zugelassene (approbierte) Werkstätten, die die Schaltschränke „labeln“ dürfen. Das Approbations-Label einer Approbationsgesellschaft im Schaltschrank erleichtert meistens die Abnahme durch den AHJ. Es kann ihn von einem Teil seiner persönlichen Verantwortung entlasten. Ein Approbationslabel (Bild 4) kann allerdings keinesfalls die Akzeptanz der Liefe-rung durch den örtlichen Inspektor erzwingen. Ein weiterer Vor-teil einer Abnahme beim Hersteller besteht darin, dass etwaige

12 Das Current Limiting reduziert den Durchlassstrom und die Durchlassenergie eines Schalters auf einen Bruchteil eines zu unterbrechenden Kurzschluss-stromes.

13 SCCR, Kurzschlussfestigkeit der Schaltanlage, nach UL 508A, Supplement SB 4

14 Unter einer Anlage wird hier eine Gruppe von Maschinen verstanden, die abhängig zusammenwirken

Bild 2: Approbationszeichen verschiedener NRTL, die jeweils sowohl in den USA, als auch in Kanada Anerkennung finden sollen.1) UL, Listed, 2) UL, Recognized Components, 3) CSA, Listed, 4) ETL Intertek, Listed, 5) TUV Rheinland of North Amerika, Listed, 6) TÜV SÜD Amerika

Schaltgeräte mit strombegrenzender Wirkung. Wie wirkt die Strombegrenzung?

Um stromdurchflossene Lei-ter bilden sich Kraftfelder, die sich bei einer Stromschleife mit entgegengesetzter Stromfluss-richtung abstoßen. Dieser dyna-mische, physikalische Effekt wird

bei strombegrenzenden Schalt-geräten genutzt.Prinzipdarstellung eines strombe-grenzenden Kontaktsystems. Die abstoßende Kraft ist etwa F ~ I2.a = bewegliches Schaltstück

Bild 3: Parallele, vom Strom durchflossene Leiter erzeugen abstoßende Kräfte. Bei hohen Kurzschlussströmen führt dieser Effekt zu dynamischen Abhebungen (Öffnen der Kontakte ohne Schaltbefehl).

6

Nachbesserungen meistens am Ort der Herstellung leichter, schneller und kostengünstiger durchgeführt werden können, als später beim Betreiber.

Approbationsformen bei Komponenten von Eaton

Die Codes und Standards der USA und Kanadas weichen von denen anderer Industrieländer, in denen nach den IEC/EN-Nor-men 15 gearbeitet wird, z. T. stark ab. Es sind beispielsweise nur geringere Erwärmungen zulässig, was zu Reduzierungen der zulässigen Betriebsströme führen kann. Die zu IEC und EN unterschiedlichen Codes und Standards können unterschiedli-che Approbationsarten durch die Gerätehersteller erforderlich machen. Bei Eaton werden approbierte Elektronik-, Schalt- und Schutzgeräte in zwei Gruppen realisiert:

1) vorzugsweise und überwiegend als Weltmarktgeräte, mit folgenden wesentlichen Merkmalen:

• Weltmarktgeräte erfüllen alle Gerätestandards und Produkt-normen und sie besitzen alle relevanten Approbationen und Zulassungen 16, einschließlich der nordamerikanischen Appro-bationen.

• Weltmarktgeräte können weltweit eingesetzt werden, aller-dings teilweise mit unterschiedlichen technischen Daten.

• Weltmarktgeräte besitzen Leistungsschilder, die alle wich-tigen technischen Daten für die weltweite Anwendung und für die Anwendung in den USA und Kanada enthalten.

• Für den ungehinderten Verkauf in den Ländern der Europä-ischen Union sind die Weltmarktgeräte zusätzlich mit dem europäischen CE-Zeichen gekennzeichnet.

Beispiele für Weltmarktgeräte von Eaton sind:

Befehls- und Meldegeräte, Nockenschalter, Positionsschalter, Schütze, Motorschutzschalter und -relais, Mess- und Schutz-relais, elektronische Geräte und Systeme, frei programmier-bare Steuerungen. Das sind im Wesentlichen all die Geräte, die unter die Standards UL 508 und CSA-C22.2 No. 14-05 [5] fallen.

2) Gerätevarianten für Nordamerika oder für den Rest der Welt

Diese Geräte wurden durch Modifikationen aus IEC/EN-Geräten entwickelt, wenn sich die Anforderungen aller Standards und Produktnormen nicht oder nur unwirtschaftlich in einer einzigen Produktreihe vereinen lassen. Zum Teil fallen stückzahlabhän-gige Approbationskosten an, die möglichst nur für die Produkte gezahlt werden sollen, die exportiert werden.

Bei Eaton werden die Produkte als der Moeller® series „NA-

Geräte“ (bei „Listed Components“) 17 oder „CNA-Geräte“

15 International Electrical Commission, http://www.iec.ch, EN = Europäische Normen

16 siehe die Approbationsübersichten im Hauptkatalog17 Vollwertige Approbation, bei FAZ…-RT besitzt „RT“ als Ausnahme die gleiche

Bedeutung, wie „NA“

(bei „Recognized Components“) 18 bezeichnet. Beide Gruppen weisen folgende wesentliche Merkmale auf:

• Sie sind gemäß UL und CSA Standards approbiert und sie können in den USA und in Kanada eingesetzt werden und auch überall dort in der Welt, wo ebenfalls, z.B. auf Wunsch des Endkunden, UL- und CSA-Approbationen verlangt wer-den bzw. wenn die Übereinstimmung mit nordamerikani-schen Standards verlangt wird 19.

• Die Nordamerika-Varianten tragen Leistungsschilder, die mindestens alle wichtigen Daten für die Anwendung in den USA und Kanada enthalten. Da diese Geräte aber auch von den USA oder Kanada aus exportiert werden sollen, weisen die Leistungsschilder meistens auch Daten nach IEC/EN-Nor-men auf. Nordamerika-Varianten, die auch mit IEC/EN-Daten gekennzeichnet sind, tragen zusätzlich das CE-Zeichen und das CCC-Zeichen für China 20.

• Sie sind weitgehend identisch mit den IEC/EN-Geräten der gleichen Typenreihe. Sie besitzen jedoch gelegentlich Detail-unterschiede konstruktiver Art oder manchmal reduzierte technische Daten, so, wie es die Standards oder Approbati-onen verlangen. Wenn die teilweise eingeschränkten techni-schen Daten kein Hindernis darstellen, können diese Geräte weltweit, wie Weltmarktgeräte, eingesetzt werden. Nam-hafte Kunden von Eaton Electric setzen bereits die Nord-amerika-Varianten von Eaton weltweit ein, um die Anzahl der insgesamt in ihren Firmen eingesetzten Typen/Varianten zu reduzieren.

Die IEC/EN- und die NA-Varianten besitzen, bis auf seltene Ausnahmen, die gleichen Außenabmessungen und es kön-nen meistens (approbationsabhängig) die gleichen Zusatzaus-rüstungen, wie z.B. die Hilfsschalter, Spannungsauslöser oder Fernantriebe, verwendet werden. Es dürfen in Nordamerika lediglich approbierte Zusatzausrüstungen eingesetzt werden. Bei den Produkten von Eaton wurden selbstverständlich auch die Zusatzausrüstungen approbiert. Es gibt zusätzlich mehrere Zusatzausrüstungen, die entwickelt wurden, um auch spezielle, nordamerikanische Markt- und Gebrauchsgewohnheiten zu berücksichtigen. Das gilt z.B. für die Betätigungsmittel (Griffe) von handbetätigten Schaltern in Hauptstromkreisen; speziell für Hauptschalter/ Netztrenneinrichtungen 21 (Bild 5).

Die Arten der realisierten Approbationen für die USA und Kanada fließen in die Typbezeichnungen der nordamerikani-schen Varianten eines Geräts ein. Die Geräte werden durch einen Zusatz zum Gerätetyp gekennzeichnet. Die Tabelle 1 zeigt die bei Produkten der Moeller® series von Eaton verwen-deten Typenzusätze und die unterschiedlichen Approbations-zeichen, die man auf den Leistungsschildern findet.

Spezielle Nordamerika-Varianten wurden bei Produkten der Moeller® series von Eaton bei den Leistungsschaltern NZM, Molded Case Switches NS…-NA und den (Leitungs-)schutz-schaltern FAZ (siehe die Zusatzinformationen zu FAZ, FAZ-NA, FAZ-RT) realisiert.

Die Underwriter’s Laboratories (UL) unterscheidet nach der Tabelle 1 zwischen „Listed Devices“ und „Recognized Compo-nents Devices“. Diese Unterscheidung machen andere NRTL’s nicht, weil sie oft auch nur komplette Produkte zerti fizieren und

18 Approbation mit Einschränkungen19 z.B. im Off-Shore Bereich, oder wenn man die Notwendigkeit sieht, Anlagen

an unterschiedlichen Plätzen weltweit einzusetzen.20 Für weitere Approbationen oder Zulassungen, siehe die Approbationsüber-

sichten im Hauptkatalog.21 Supply Circuit Disconnecting (Isolating) Means

Bild 4: Beispiel für ein Approbations-Label für einen Schaltschrank, für ein „Listed Enclosed Industrial Control Panel“.

7

daher diesen Differenzierungsbedarf nicht haben. Die Geräte-Hersteller können nicht wählen, wie ein Produkt approbiert wird. Die Approbationsform ergibt sich aus den Standards. Die Tabelle 2 stellt die Unterschiede bei der Projektierung und Ver-arbeitung dieser Komponenten dar. Der Einsatz von „Recog-nized Components“ erfolgt durch die Verarbeiter häufig und fälschlicherweise ohne die Beachtung der in den Produkt-Stan-dards enthaltenen Zusatzbedingungen (CoA) 22. Dank der Markt-dominanz von UL ist dies den unterschiedlichen Inspektoren

22 CoA = Condition of Acceptability

17

12

12

13

6 8

75

23

22

14

11

18

16

20

19

21

15

9

10

1

4

23

1 Leistungsschalter oder Molded Case Switch

2 IP2X Fingerschutz 3 Anschlussabdeckung,

ausbrechbar 4 Abdeckung 5 IP2X Fingerschutz für

Abdeckung 6 Tunnelklemme 7 Rahmenklemme 8 Steuerleitungsanschluss 9 Geräteadapter für

Sammelschienen10 Clipsplatte11 Abstandhalter

12 Hilfsschalter mit Doppel- oder Einfachkontakt

13 Rückseitiger Antrieb14 Antrieb für Seitenwand-

einbau15 Zusatzhandgriff NA16 Verlängerungsachse

mit Kupplung17 Türkupplungsdrehgriff18 Drehgriff auf Schalter19 Bezeichnungsschild20 Blendrahmen21 Fernantrieb22 Seitenhebelantrieb NA23 Unterspannungs-,

Arbeitsstromauslöser

Bild 5: Systemdarstellung der Kompakt-Leistungsschalter NZM1 bis NZM4. Das System der Leistungsschalter wird durch die Molded Case Switches NS1 bis NS4 ergänzt. Die Grafik zeigt die wesentlichen Systembausteine des sehr universell einsetzbaren Produktsystems. Die dargestellte NA-Aus-führung berücksichtigt abweichende Marktgewohnheiten. Die abgebildeten Zusatzausrüstungen sind ebenfalls für den nordamerikanischen Markt appro-biert.

Typen-zusatz

Art der Approbation Approbations-zeichen

-NA Das Gerät ist als Einzelgerät für den Einsatz in den USA als „Listed Component“ approbiert und es ist für Kanada eine „Certified Component“.

-CNA Das Gerät ist als Kompo-nente für den Einsatz in den USA bei UL als „Recog-nized Component“ appro-biert und es ist für Kanada als Einzelgerät eine „Certi-fied Component“.Für den Einsatz in den USA müssen bei der Verarbei-tung häufig Zusatzbedin-gungen, „Conditions of Acceptability, CoA“, nach nordamerikanischen Stan-dards eingehalten werden.

Tabelle 1: Approbationszeichen der Nordamerika-Varianten ….-NA und ….-CNA.

Listed Devices

Komplette, eigenständig ein-setzbare Geräte

Recognized Component DevicesGeräte, die ergänzt werden müssen oder bei deren Verar-beitung Bedingungen erfüllt werden müssen

• Geräte zugelassen für „Field Wiring“

• „Field Wiring“ schließt „Factory Wiring“ ein

• Geräte sind als Bausteine nur zugelassen für „Factory Wiring“

• Die Geräte müssen mit weiteren Komponenten komplettiert werden, bzw. sie werden als Komponen-ten in Endprodukte einge-baut.

• Einsatzbedingungen, „Conditions of Acceptabi-lity (CoA)”, des Herstel-lers beachten! Hinweise in UL 508A SA1 beachten. Hilfe: „Category Control Numbers“

Für die Verarbeitung vor Ort und für den Einbau in Steue-rungen, die werksseitig oder in Werkstätten komplett ver-drahtet werden.

Geräte müssen entspre-chend der Einsatzbedingun-gen von qualifiziertem Personal ausgewählt wer-den, für den Einbau in Steue-rungen, die werksseitig oder in Werkstätten von fachlich geschultem Personal kom-plett projektiert, verdrahtet und geprüft werden.

Kennzeichnung: Kennzeichnung:

Tabelle 2: Bei UL wird zwischen „Listed Devices“ und „Recognized Com-ponents Devices“ unterschieden. Die Folgen werden in der Tabelle beschrieben (Devices = Geräte)

8

bekannt, die deshalb den richtigen Einsatz der Geräte besonders genau kontrollieren. Ein fehlerhafter Einsatz von Recognized Components fällt den Inspektoren mit großer Wahrscheinlich-keit auf, da sie häufig auf UL-Daten zurückgreifen müssen. Die Fehler führen häufig zur Verweigerung der Inbetriebnahme und es werden Nachbesserungen erforderlich. Hier ist also bereits bei der Projektierung eine besondere Sorgfalt notwendig. Große Probleme können entstehen, wenn im Schaltschrank kein Platz für Nachbesserungen 23 vorhanden ist. In Kanada differenziert man ebenfalls nicht zwischen „Listed“ oder „Recognized Com-ponents“, aber man beginnt damit kritische „Certified Com-ponents“, die in den USA nur als Recognized Components approbiert werden können, mit einem kleinen, ausgefüllten Dreieck auf dem Leistungsschild zu kennzeichnen.

Technische Daten und Approbationsstatus für Nordamerika

Alle für den nordamerikanischen Markt approbierten techni-sche Daten findet man für die Projektierung von Schaltanla-gen, z.B. für Control Panels für die elektrische Ausrüstung von Maschinen und Anlagen 24, im Hauptkatalog. Energievertei-lungsanlagen werden selten exportiert und für sie wären teil-weise weitere Approbationen erforderlich 25. Auch eine für die Herstellung von Industrial Control Panels approbierte Werk-statt benötigt eine weitere Approbation, um Energieverteiler für

23 z.B. Einbau von fehlenden Vorschaltschutzorganen, Austausch von Supple-mentary Protectors durch Leistungsschalter, getrennte Verlegung von besonderen Stromkreisen, usw.

24 z.B. Industrial Control Panels for Machinery, UL 508A und NFPA 7925 z.B. Prüfungen in den spezifischen Verteilergehäusen

Nordamerika bauen und mit einem Approbationslabel versehen zu können. Wer Schaltanlagen für Nordamerika projektiert, baut und prüft muss die anzuwendenden nordamerikanischen Stan-dards unbedingt vorliegen haben.

Erstmalig erfolgt im deutschen Katalog 2010, auf den Auswahl-seiten, zunächst eine klare, artikelgenaue Kennzeichnung der für den nordamerikanischen Markt approbierten Produkte, mit den Flaggen der USA und Kanadas. Wenn alle Artikel auf einer Seite oder Doppelseite approbiert sind, ist die Seite oder Doppel-seite in der Kopfleiste nur einmal mit den Flaggen gekennzeich-net (Bild 6). Wenn auf einer Seite oder Doppelseite auch nicht für Nordamerika approbierte Artikel angeboten werden, sind die approbierten Artikel in Gruppen oder artikelgenau in der Spalte „Verpackungseinheit bzw. VPE“ mit Flaggen gekennzeichnet. Diese Spalte wurde für die Kennzeichnung gewählt, weil in die-ser Spalte eine artikelgenaue Zuordnung möglich ist, ohne eine weitere Spalte einzuführen. In dieser Spalte werden z. T. meh-rere Artikel, für gleiche Zuordnungen, mit einer offenen Haken-klammer zusammengefasst. Es wurden bis zu 13 Kriterien für die Kennzeichnung der einzelnen Artikel in die Produktdatenbank eingepflegt. Die Daten stehen auch für den Online Katalog und für Datenblätter zur Verfügung, die der Kunde vom Online Kata-log aus selbst im PDF Format speichern und ausdrucken kann.

Leider reicht eine bloße Kennzeichnung, z.B. mit den Flaggen im Katalog und mit den Approbationszeichen auf den Geräten, nicht immer für den Nachweis der Approbation gegenüber den Inspektoren aus. Es kommen auch manchmal Zweifel an der Zulässigkeit des Einsatzes approbierter Artikel für bestimmte

Bild 6: Beispiel für die Kennzeichnung für den nordamerikanischen Markt approbierter Artikel im Hauptkatalog 2010

20/14 Isolierstoffgehäuse CI Verteilergehäuse für Nordamerika

HPL0200-2010de-DE www.eaton.com

Leergehäuse

LeergehäuseVerteilergehäuse für Nordamerika

Abmessungen Einbautiefe TypArtikel-Nr.

Preispro Stück

EuroRG

VPE

Breite Höhe Tiefe

mm mm mm mm

• Schutzart IP65• Unterteil RAL7032, an allen 4 Seiten mit abnehmbaren glatten Flanschen bestückt• Befestigungslaschen für Wandbefestigung

Verteilergehäuse mit Deckel und Flanschen

• Deckel durchsichtig, plombierbare Deckelverschlüsse

234 296 150 125 CI23-125-NA002234

122,0057

1 Stück

234 296 175 150 CI23-150-NA002237

127,0057

421 296 150 125 CI43-125-NA002238

153,0057

421 296 175 150 CI43-150-NA002241

157,0057

421 296 225 200 CI43-200-NA002242

164,0057

421 421 150 125 CI44-125-NA002245

211,0057

421 421 175 150 CI44-150-NA002246

220,0057

421 421 225 200 CI44-200-NA002249

229,0057

421 421 275 225 CI44-250-NA002250

244,0057

421 546 225 200 CI45-200-NA264024

256,0057

421 796 225 200 CI48-200-NA1)

002253371,00

57

421 796 275 250 CI48-250-NA1)

002254416,00

57

Verteilergehäuse mit Tür und Flanschen1)

• Deckel durchsichtig mit Tür, plombierbare Deckelverschlüsse• Tür durchsichtig mit Griffverschlüssen und Türöffnungswinkel 180°• Türanschlag nachträglich nach links, rechts, oben oder unten veränderbar

234 296 166 125 CI23-125/T-NA002235

175,0057

1 Stück

234 296 191 150 CI23-150/T-NA002236

176,0057

421 296 166 125 CI43-125/T-NA002239

250,0057

421 296 191 150 CI43-150/T-NA002240

252,0057

421 296 241 200 CI43-200/T-NA002243

255,0057

421 421 166 125 CI44-125/T-NA002244

352,0057

421 421 191 150 CI44-150/T-NA002247

359,0057

421 421 241 200 CI44-200/T-NA002248

370,0057

421 421 291 250 CI44-250/T-NA002251

379,0057

421 796 241 200 CI48-200/T-NA002252

508,0057

421 796 291 250 CI48-250/T-NA002255

554,0057

421 796 241 200 CI48-200/2T-NA002256

611,0057

421 796 291 250 CI48-250/2T-NA002257

657,0057

Hinweise Information relevant for export to North America

Product Standards UL 508A; CSA-C22.2 No.94; IEC/EN 60529; CE markingUL File No. E54120, E337418UL CCN NITWCSA File No. 27130CSA Class No. 3211-07NA Certification UL Listed, CSA certifiedSpecially designed for NA YesSuitable for Industrial Control PanelsDegree of Protection IEC: IP65; UL/CSA Types 1, 12, 13, 4X, indoor only

1)IEC: IP65; UL/CSA Types 1, 12,13, indoor only

CI...-NA HPL20014DE

CI23-125-NA002234

122,0057

1 Stück

CI23-150-NA002237

127,0057

CI43-125-NA002238

153,0057

CI45-200-NA264024

256,0057

CI48-200-NA1)

002253371,00

57

CI48-250-NA1)

002254416,00

57

Information relevant for export to North America

Product Standards UL 508A; CSA-C22.2 No.94; IEC/EN 60529; CE markingUL File No. E54120, E337418UL CCN NITWCSA File No. 27130CSA Class No. 3211-07NA Certification UL Listed, CSA certifiedSpecially designed for NA YesSuitable for Industrial Control PanelsDegree of Protection IEC: IP65; UL/CSA Types 1, 12, 13, 4X, indoor only

1)IEC: IP65; UL/CSA Types 1, 12,13, indoor only

122,0057

1 Stück

127,0057

153,0057

157,0057

164,0057

211,0057

220,0057

229,0057

244,0057

256,0057

371,0057

416,0057

a

d

c

b

9

Anwendungen auf. In solchen Fällen muss man die Nummern der Approbationsakten, also der „Certification Reports“ kennen oder sogar Zugang zu diesen Dokumenten haben. Um dies zu erleichtern werden nun in einer Spalte „Information relevant for export to North America“ rechts auf den Auswahlseiten oder gelegentlich in einer Fußzeile, die Nummern der Certification Reports von UL und CSA angeben. Ergänzt werden diese Infor-mationen durch die Angabe der maßgeblichen „Categorie Con-trol Numbers“ (UL) 26 bzw. der „Classes“ (CSA) 27 (Tabellen 3

und 4).

26 Kategorisierungssystem in den USA, entsprechend UL White Book, UL 508A27 Kategorisierungssystem in Kanada, entsprechend CSA

Der Kunde kann die wichtigsten Auszüge aus den Certification Reports für die meisten approbierten Artikel über die Eingabe der Typengruppe, z.B. „DILM…“, und der Approbationsge-sellschaft in der Internet-Approbationsdatenbank von Eaton 28 finden. Leider sind die nicht von Eaton selbst erstellten Appro-bationsakten häufig unübersichtlich und nicht leicht zu lesen. Teilweise werden auch die Typen der approbierten Produkte mit unterschiedlicher Genauigkeit dargestellt. Die Inspektoren der Approbationsgesellschaften können zusätzlich, von ihrer Einsatzstelle aus, über das Internet Einblick in die kompletten Approbationsakten bei ihrer Gesellschaft nehmen.

Bei Schwierigkeiten, die oft lediglich auf Missverständnissen beruhen, nehmen Sie bitte Kontakt zu Eaton Electric auf. Trotz guter Kenntnisse der Codes und Standards und guter Darstel-lung der Produkte im Katalog werden immer Fragen offen blei-ben, die man nur mit dem Gerätehersteller klären kann. An der Verbesserung und Ergänzung der Approbationssituation wird permanent gearbeitet. Dadurch wird sich der Approbations-stand während der Laufzeit des Hauptkatalogs ändern. Ände-rungen werden zeitnah in die Internet-Datenbank und in den Online Katalog von Eaton Electric 29 eingepflegt. Die Approba-tions-Gesellschaften pflegen ebenfalls ihre Datenbanken. Über den Online Katalog können jederzeit aktuelle Datenblätter zu den Produkten dynamisch erstellt, im PDF-Format gespeichert und ausgedruckt werden.

28 https://wss.moeller.net/approbationen29 de.ecat.moeller.net

Bedeutung der Category Control Numbers

CCN ohne Endziffer UL-Listed

CCN mit Endziffer 2 UL-Recognized

CCN mit Endziffer 7 cUL-Listed, die Approbation ist mit gültig für Kanada

CCN mit Endziffer 8 cUL-Recognized, die Approbation ist mit gültig für Kanada

Tabelle 4: Aus dem Aufbau der von Underwriter‘s Laboratories (UL) genutz-ten „Categorie Control Number“ kann man erkennen, ob es sich um Listed oder Recognized Components handelt und ob es sich um eine Doppel-approbation für beide Regionen handelt.

Tabelle 3: „Category Control Numbers“ (UL) und „Classes“ (CSA)” erleichtern die Suche nach Komponenten in Approbationsdatenbanken. Es gibt grobe Äquivalenzlisten für die Zuordnung von Catergory Control Numbers bzw. Classes. (Auszug einer Zuordnung von Geräten zu Category Control Numbers und Classes.

Category Control Numbers (CCN) nach UL und Nummern der Approbationsakten für wichtige Produkte von Eaton (Auszug)Inspektoren suchen Informationen über Produktapprobationen vorzugsweise über die Category Control Numbers

Geräteart Typ Stan-dard

Klassifizierung Paragraph Refe-rence, Tabelle SA1.1 UL508A

Category Control Numbers (CCN) USA

Weitere Angaben zum Approbationsumfang siehe Reports (CCN gilt nicht für Kanada)

Listed Recognized USA: UL-Report E-File No.

Kanada: CSA Master Contact 165628

Certificate No. Class No.

UL 508 Type E MotorstarterUL 508 Type E Manual Self-Protec-ted Combination Motor Controller

PKZM0+BK..PKZM4+BK..

UL508 Listed Self-Protec-ted Combination Motor Controller

30.1.631.1.433.1.134.1.1

NKJH - E123500 1183570

UL 508 Type E MotorstarterUL 508 Type E Self-Protected Combination Motor Controller

MSC-DE-...-SP

E123500 2508766 3211 08

UL 508 Type F MotorstarterUL 508 Type F Self-Protected Combination Motor Controller

PKZM..+BK..+DILMMSC

UL508 Listed Self-Protec-ted Combination Motor Controller

30.1.631.1.433.1.134.1.1

NKJH - E123500 3211 04/3211 06/3211 08

NZM-ZubehörNZM Handles, Accessories

NZM..-X... UL489 Listed Circuit Breaker Accesso-ries, Disconnect Handles

30.1.7 DIHS - E140305 1467680, 1501807 1437 01

LeistungsschützeContactors

DILEMDIL..MDILM...DILMC...DILMF...DILKRA-MO

UL508 Listed Magnetic Motor Controller

33.1.133.1.345.1.1(a)

NLDX - E29096 1017504, 1017510,1017580, 1086090,1115237, 1562824.1563064, 1585868,1607103, 1624966,1639421, 1740217,1759091, 1806980,1832670

3211 04

SoftstarterSoft Start Devices

DM4 UL508 Listed Solid-state Motor Controler

33.1.142.3.190.4.2

NMFT - E208760 cUL, gleiche UL-AkteDS7 E251034

FrequenzumrichterFrequency InvertersVector Frequency Inverters

DA1/DC1 UL508C Listed Power Conversation Equipment

33.1.290.4.2

NMMS - E172143 cUL, gleiche UL-Akte

Leitungsschutzschalter MiniatureCircuit Breakers for Supplementary Protection

FAZFAZ-T

UL1077 Recognized Supplementary Protector

40.1.3 - QVNU2 E177451 204453(nicht FAZ-T)

10

Weitere Zugänge zu den Certification Reports bestehen direkt über die Datenbanken der Approbationsgesellschaften:

• zur Datenbank von UL erfolgt der Zugang über die Adresse:„http://database.ul.com/cgi-bin/XYV/template/LISEXT/1FRAME/index.html“

• für CSA ist es die Adresse„http://directories.csa-international.org/“.

Bei CSA stimmen die Nummern der Certification Reports in der CSA-Datenbank nicht immer mit den Nummern der Appro-bationsakten, die Eaton ausgehändigt wurden, überein. Des-halb sollte man bei der Nutzung der CSA-Datenbank die „Class Number“ (von der Auswahlseite im Hauptkatalog) eingeben. Aber auch die CSA-File No. von der Katalogseite wird zum direkten Zugang führen. In den Certification Reports in den Datenbanken der Approbationsgesellschaften kann man in der Regel nur sehen, ob ein Gerät approbiert ist und nicht die approbierten Daten.

Für Produkte mit Approbationen als Weltmarktgeräte findet man weitere technische Daten am Ende des jeweiligen Kata-log-Kapitels, wo auch die IEC/EN-Daten dargestellt werden. Obwohl die Schütze und Motorstarter ebenfalls als Weltmarkt-geräte approbiert sind, gibt es für diese Produkte besondere Auswahlseiten, die die nordamerikanischen Spannungen und die approbierten HP-Leistungen berücksichtigen. Da bei Export-maschinen und -anlagen häufig Motoren mit kW-Leistungen verwendet werden, muss man damit rechnen, dass die Inspek-toren die kW-Leistungen in HP-Leistungen 30 umrechnen und dann dem NEC/CEC die Normströme für die nächst größeren Standard-Motoren mit Leistungsangaben in HP entnehmen. Das kann u. U. dazu führen, dass größere Leitungsquerschnitte notwendig werden. Deshalb sollte der Projekteur von vorn her-ein diesen Dimensionierungsweg einhalten. Ergänzend sind nach den nordamerikanischen Codes und Standards oft weitere Korrekturfaktoren für die Dimensionierung von Komponenten und Leitungen zu beachten, die man IEC/EN nicht kennt.

Für die Nordamerika-Varianten der Leistungsschalter NZM und Molded Case Switches NS…-NA enthält der Hauptkata-log umfangreiche Auswahlseiten mit der Kopfleiste „Leistungs-schalter für UL/CSA, IEC“. Hier werden z.B. Schalter mit fest eingestellten Überlastauslösern (NZM…-AF…-NA) angeboten, die man in Nordamerika in Motorstartern für größere Motor-leistungen mit einem Schütz und Überlastrelais kombiniert (3-Komponenten-Motorstarter). Schalter mit fest eingestellten Überlastauslösern sind in IEC/EN-Ländern unüblich. Die Schal-ter der Baugröße NZM..2..-NA decken zusätzlich die Strom-bereiche der Schalter NZM..1..-NA ab, um beispielsweise für kleine Ströme auch hohe Schaltleistungen bereitzustellen. Ins-gesamt gibt es mehr Schaltertypen für den nordamerikani-schen Markt als für den IEC/EN-Markt. Die Auswahlseiten für die speziellen Geräte für den NA-Markt enthalten alle für die Schalterauswahl notwendigen Daten. Weitere, selten für die Projektierung benötigte Daten findet man am Ende des Kapi-tels, bei den „Technische Daten“. Für die komplexe Leistungs-schalter-Auswahl sind mehr Informationen erforderlich, als für andere Geräte. Deshalb werden in der Spalte „Information rele-vant for export to North America“ weitere wichtige Angaben gemacht. Es wird dargestellt, ob der Einsatz in „Feeder Cir-cuits“ und/oder in „Branch Circuits“ zulässig ist oder ob die Schalter als strombegrenzende Schalter approbiert sind („Cur-rent Limiting“). Es werden Verweise auf die Listenseiten gege-ben, auf denen die Auslösekennlinien und die Kennlinien der

30 HP = Horse Power = PS = Pferdestärke

Durchlasswerte bei nordamerikanischen Spannungen darge-stellt werden. Für Leistungsschalter mit dem Typenzusatz „-CNA“ (Regognized Components) wird z.B. als „Condition of Acceptability, CoA“ angegeben, dass diese Schalter immer mit einem Schütz und Motorschutzrelais kombiniert werden müssen. Die Motorstarter-Auswahltabellen im Katalog erleich-tern die Suche. Erst für diese kompletten Kombinationen dür-fen dann Angaben über das Schaltvermögen (SCCR) 31 gemacht werden.

Elektrische Spannungsarten und Netzformen in Nordamerika

Für den Einsatz einiger Geräte, z.B. die Motorschutzschal-ter, bestimmte Motorstarter, einige Leistungsschalter, ist es wichtig die max. zulässige „Full Voltage“ 32 (z.B. 480 V, 600 V) oder die „Slash Voltage“ 33 (z.B. 480Y/277 V, 600Y/347 V) 34 zu kennen. Geräte, für die die Approbation Slash Voltages vor-schreibt, dürfen ausschließlich an starr geerdeten Sternnet-zen eingesetzt werden (Bild 7). Diese Netze dürfen mit oder ohne Neutralleiter installiert sein. Das geerdete Sternnetz ist nicht negativ zu bewerten. Diese Netzform ist mit Neutralleiter in den meisten europäischen Ländern die überwiegend anzu-treffende Netzform. Viele, vor allem neuere Netze wurden auch in den USA und in Kanada so aufgebaut. Die Spannungen 277 V oder 347 V sind keine üblichen Nennspannungen für 1-pha-sige Betriebsmittel oder Steckdosenstromkreise im häuslichen Bereich, aber diese Spannungen werden durchaus für 1-pha-sige Beleuchtungsanlagen im gewerblichen und industriellen Bereich eingesetzt. Das Problem für den Maschinenexporteur ergibt sich dadurch, dass er häufig nicht die am Betriebsort vor-handene Netzform ermitteln kann. Dann kann der in diesem Aufsatz etwas später beschriebene Anpasstrafo, den man häu-fig in Kanada einsetzt, helfen. Oder man muss bei der Projektie-rung vom ungünstigen Fall ausgehen und für eine Full Voltage planen. Im Angebot für eine Maschine sollte man eine deut-

31 Short Circuit Current Rating (SCCR) = der prospektive symmetrische Fehler-strom bei Nennspannung, mit dem ein Gerät oder ein System verbunden wer-den kann, ohne einen Schaden zu erleiden, der definierte Akzeptanzkriterien überschreitet. Entspricht dem Interrupting Rating =Schaltvermögen.

32 Spannung „Phase – Phase“33 Spannung „Phase – Neutralleiter“, der Ausdruck Slash-Voltage kommt von

dem Schrägstrich „Slash“34 Eine Zulassung für 600Y/347 V deckt nicht 480 V ab, die 480 V müssen vom

Hersteller zusätzlich nachgewiesen werden.

SSingle Phase Systems

Three – Phase / Three – Wire Systems

Three – Phase / Four – Wire Systems

Neutral

NeutralNeutral

Neutral

Neutral

TWO-WIRE

WYETEEDELTAOPEN-DELTAWYETEE

DELTAHIGH LEG OPEN-DELTA

THREE-WIRE

[ in Anlehnung an ANSI C84.1 ]

Bild 7: Einige moderne, kleine IEC/EN-Schaltgeräte dürfen nur in Netzen mit einer „Slash Voltage“, z. B. bei 480Y/277 V eingesetzt werden. Diese Span-nung setzt ein starr geerdetes Stern-Netz voraus. Dieses Netz darf mit oder ohne Neutralleiter ausgeführt sein.

11

liche Aussage dazu machen, für welche Spannung man eine Maschine anbietet. Dann hat man die Chance, einen ande-ren Preis zu kalkulieren, falls der Kunde eine Maschine für eine andere Spannung/Netzform geliefert bekommen will.

In Nordamerika werden Betriebsmittel in Drehstromnetzen fast immer 3-polig geschaltet. Geräte für Full Voltages dürfen in Stern- und in Dreiecknetzen, unabhängig von der Art einer Erdung eingesetzt werden. Manche Schalt- und Schutzgeräte können auch kombiniert für kleinere Full Voltages und für grö-ßere Slash Voltages zugelassen sein, z.B. jeweils teilweise zugelassen für 480V und für 600Y/347 V. Die tatsächlich ver-wendete Spannung (hier im Beispiel: 600 V) ist in diesen Fäl-len entscheidend für die zulässige Netzform (hier in Beispiel: geerdetes Sternnetz). Wenn in einer Schaltanlage lediglich ein einziges Gerät nur für eine Slash-Voltage eingesetzt werden kann, muss diese Slash-Voltage (Schreibweise: …Y/… V) auf dem Leistungsschild der Schaltanlage angegeben werden. Alle Schalt- und Schutzgeräte dürfen Gleichspannungen, unabhän-gig von der Spannungshöhe, nur dann schalten, wenn sie dafür geprüft, approbiert und auf dem Leistungsschild gekennzeich-net wurden.

Einige Geräte beherrschen die in Kanada häufig vorkommende Spannung von 600 V nicht. Das kann selbst dann zutreffen, wenn diese Geräte nach IEC/EN bis 690 V eingesetzt wer-den dürfen. Die Einschränkungen hängen mit den abweichen-den Prüfbedingungen nach den nordamerikanischen Standards zusammen. Viele Kunden setzen bei Exporten nach Kanada Anpasstransformatoren 600/480 V oder 600/400 V ein, um Einschränkungen bei der Projektierung, wegen der hohen Spannung von 600 V, zu umgehen. Beim Einsatz von Transfor-matoren mit getrennten Wicklungen kann gleichzeitig auf deren Sekundärseite ein eigenes, geerdetes Sternnetz gebildet wer-

den, um in der Maschine auch Geräte einsetzen zu dürfen, die lediglich für Slash-Voltages zugelassen sind. Für den Einsatz von Anpasstransformatoren ergeben sich durch die notwen-dige, installierte Leistung der Maschine wirtschaftliche Gren-zen. Für ganz große Maschinenanschlusswerte bietet es sich an, über den Anlagenbetreiber und den Stromlieferanten Ein-fluss auf eine günstigste Auswahl des Netztrafos zu nehmen.

Die meisten nordamerikanischen Komponenten-Standards las-sen zzt., als maximale AC-Spannung in Niederspannungsan-lagen 600 V zu. Man hat jetzt erkannt, dass diese maximale Spannung für neue Technologien mit hohen Leistungen, wie Photovoltaik oder Windpower, nicht mehr ausreicht. Hier wer-den z. Z. neue Standards erarbeitet, die zukünftig höhere Nie-derspannungen zulassen werden. Das wird man z.B. zukünftig auch bei der UL 489 ändern müssen.

Beim Einsatz von Schalt- und Schutzgeräten irritieren häufig die Spannungsangaben von 115 V bzw. 120 V, 230 V bzw. 240 V, 460 V bzw. 480 V, 575 V bzw. 600 V. Die jeweils höhere Span-nungsangabe ist die Nominal-Netzspannung im Versorgungs-/Verteilungsnetz 35 des Energieversorgungsunternehmens. Ab dem Übergabepunkt zur Verbraucher-Anlage 36 spricht man bis zum Anschlusspunkt des Betriebsmittels, mit dem jeweils nied-rigeren Spannungswert, von der Verbrauchsspannung 37. Eine weitere, nordamerikanische Besonderheit: an ein Netz mit einer Nennspannung von 480 V werden immer Motoren ange-schlossen, die lediglich für 460 V dimensioniert wurden. Für die anderen Spannungspaare gilt das analog. In den NA-Motorstar-tertabellen gibt Eaton für seine Geräte aus der Moeller® series,

35 Service Voltage36 Point of Connection, Point of Common Coupling37 Utilization Voltage

Tabelle 5: Unterscheidung in Nordamerika zwischen den Gerätearten „Distribution Equipment“ und „Industrial Control Equipment“. Für Distribution Equip-ment werden große Luft- und Kriechstrecken verlangt und für Industrial Control Equipment reichen normale Luft- und Kriechstrecken. „UL“ steht jeweils für die Normen der USA und „CSA...“ kennzeichnet die Normen Kanadas. Die höchsten Anforderungen werden an „Distribution Equipment“ gestellt. Die Begriffe Feeder und Branch Circuits werden noch erläutert. Branch Circuit Protective Devices werden, wie später erläutert, an der Grenze zwischen Feeder und Branch Circuits als Schutzorgane für die Abgangsstromkreise eingesetzt. Für diese Geräte werden auch wieder große Luft- und Kriechstrecken ver-langt.

Geräte für die Energieverteilung(Distribution Equipment)

einsetzbar in… Circuits

einsetzbar als Branch CircuitProtective Device (BCPD)

einsetzbar als Hauptschalter/Netz-trenneinrichtung in Maschinensteue-rungen*

große Luft- und Kriechstrecke

• Leistungsschalter (UL489, CSA-C22.2 No. 5-09)• Leistungstrenner (UL489, CSA-C22.2 No. 5-09)• Lasttrennschalter (UL98, CSA-C22.2 No. 4-04)• Sicherungen (UL248, CSA-C22.2 No. 248)• Sicherungslasttrenner (UL98, CSA-C22.2 No. 4-04)

Feeder, BranchFeeder, BranchFeeder, BranchFeeder, BranchFeeder, Branch

x--xx

xxx

x

Industrieschaltgeräte(Industrial Control Equipment)

normale Luft- und Kriechstrecke

• Schütze• Hilfsschütze• Motorschutzschalter

• Nockenschalter• Befehls- und Meldegeräte• elektronische Geräte und Syteme**

(alle nach UL508, UL60947 und CSA-C22.2 No. 14)

BranchControlBranch

Branch, ControlControlControlControl

--

nur als UL508 Type E, UL508 Type F Starter für den

einzelnen Motorabgang----

---

----

* nach UL508A, NFPA 79** nach CSA-C22.2 No. 142-M1987

12

zur Vereinfachung der Auswahl, beide Spannungswerte an, obwohl Motoren für z.B. 480 V unüblich sind.

Im Zusammenhang mit den Approbationen müssen den Anwendern/Kunden viele Informationen übermittelt werden. Die wichtigsten Infos stehen auf den Leistungsschildern der Geräte und im Katalog. Bei einigen Geräten findet man weitere Informationen, die hauptsächlich für die Montage von Bedeu-tung sind, in den, den Geräten beigepackten Montageanleitun-gen AWA bzw. IL 38. Die notwendigen Informationen werden in den Standards festgelegt oder sie werden fallweise von den Approbationsgesellschaften in den Approbationsakten vorge-schrieben. Zur Sicherstellung der großen Luft- und Kriechstre-cken für Feeder Circuits sind bei Leistungsschaltern manchmal Isolierstoffteile und Abdeckungen erforderlich, die unbedingt montiert werden müssen. Die Montageanleitungen sollten wegen der Produzentenhaftung, für das Gerät, aber auch für die damit ausgerüstete Schaltanlage, als Teile der technischen Dokumentation an den Endkunden und Betreiber weitergelei-tet werden.

Codes und Standards in Nordamerika

In Nordamerika ist, wie auch bei IEC und europäischen Normen, zu unterscheiden zwischen Komponenten-Standards und Errich-tungs-Standards. Komponenten-Standards (z.B. UL 489 [6], UL 508 [7], UL 508C [8], UL 1077 [9]) richten sich überwiegend an die Hersteller von Komponenten, während sich die Errichtungs-Standards (z.B. UL 508A [10], NFPA 79 [11]) hauptsächlich an die Verarbeiter dieser Komponenten richten. In Kanada fehlen z. T. einzelne Errichtungsstandards. Die einzuhaltenden Anfor-derungen sind aber nicht so übersichtlich in den CEC und in den CSA Standards integriert. Es empfiehlt sich durchaus die US-Errichtungsstandards als Projektierungshilfe anzuwenden, da sie ähnliche Forderungen stellen. Komponentenhersteller und die Verarbeiter von Schalt- und Schutzgeräten sollten jeweils über Grundkenntnisse zu den Standards verfügen, die hauptsächlich die andere Zielgruppe ansprechen. Zusätzlich zu den Codes und den nationalen Standards der USA und Kanadas kann es wei-tere Vorgaben von einzelnen Bundesstaaten, Provinzen oder größeren Städten geben, die der Verarbeiter der Komponen-ten bei Lieferungen in diese Regionen ebenfalls berücksichtigen muss. In den USA wenden nicht alle Bundesstaaten den jeweils neuesten NEC an. Es empfiehlt sich, frühzeitig zu klären wel-che Codes und Standards, mit welchem Ausgabedatum anzu-wenden sind. Auch hier kann es gut sein, bereits im Angebot für eine Maschine eindeutig anzugeben, welche Codes und Stan-dards man als Lieferant erfüllen wird.

Gerätearten in Nordamerika

In den USA und in Kanada unterscheidet man, auch in Bezug auf die im Hauptkatalog angebotenen Geräte, zwischen „Gerä-ten zur Energieverteilung“ (Distribution Equipment) und „Geräten zum Schalten und Schützen von industriellen Verbrau-chern“ (Industrial Control Equipment) (Tabelle 5 39):

Geräte für die Energieverteilung (Distribution Equipment)

Dazu gehören z.B.:• Leistungsschalter (UL 489, CSA-C22.2 No. 5-09 [12]),• Leistungstrenner (UL 489, CSA-C22.2 No. 5-09),• Lasttrennschalter (UL98, CSA-C22.2 No. 4-04),• Sicherungen (UL 248, CSA-C22.2 No.248),

38 AWA = Aufstellungs- und Wartungsanweisung, IL = Instructional Leaflet39 Die Tabelle gibt bereits Hinweise auf später beschriebene Auswahlkriterien

• Sicherungslasttrenner (UL98, CSA-C22.2 No. 4-04).

Diese Geräte sind sehr robust in ihrer Bauart und sie besitzen größere Spannungsabstände als die übrigen Schaltgeräte (bei 301 – 600 V: 1 Zoll = 25,4 mm Luftstrecke und 2 Zoll = 50,8 mm Kriechstrecke).

In Schaltanlagen zur Energieverteilung (Switchgear, Switch-boards, Panelboards) dürfen für die Einspeisung und für die Abgänge nur diese Geräte verwendet werden. Darüber hinaus werden diese Komponenten aber auch in Industriesteuerungen z.B. als Hauptschalter oder Schutzschalter in Motorstromkrei-sen und in anderen Laststromkreisen eingesetzt.

Die Prüfvorschriften für diese Geräte werden besonders streng gehandhabt und die laufende Fertigung unterliegt einer regel-mäßigen Kontrolle durch Inspektoren der Prüfgesellschaften. Die Typenprüfungen für Leistungsschalter mit UL- und CSA-Approbation gehören zu den schärfsten Prüfungen in der Welt. NA-Leistungsschalter von Eaton haben alle diese Prüfungen erfolgreich bestanden.

Industrieschaltgeräte (Industrial Control Equipment)

Dazu zählen z.B. Geräte nach UL 508, CSA-C22.2 No. 14-05:• Schütze,• Hilfsschütze,• Motorschutzrelais,• Motorschutzschalter,• Nockenschalter,• Befehls- und Meldegeräte, • elektronische Geräte und Systeme und • frei programmierbare Steuerungen nach CSA-C22.2

No. 142-M1987 40.

40 Ab 2012: CSA-C22.2 No. E61131-2

Energieverteilung

Dialog Mensch / Maschine

Eingabe

Verarbeitung

Ausgabe

Ein

spei

sung

Leistungsteil

• Maschine• Anlage• Prozess

Stellglieder

Sensorik

Bild 8: Prinzipiell besteht die elektrische Ausrüstung von Maschinen und Anlagen aus mehreren Funktionsgruppen. Je nach Größe und Leistung der Maschine/Anlage werden alle Bauteile in einem kleinen Gehäuse zusam-mengefasst oder bei großen Maschinen/Anlagen werden einzelne Funkti-onsgruppen, z. B. für die Verdrahtungsoptimierung oder zur Bildung von Lastzentren, dezentralisiert. Die Dezentralisierung kann Sicherheitsverriege-lungen, z. B. Türverriegelungen, Freischaltung usw., schwieriger realisierbar machen. Im Industrial Control Panel werden Distribution Equipmet und Industrial Control Eqipment gemischt eingesetzt.

13

Diese Geräte sind kleiner in ihrer Bauart und die Spannungsab-stände sind nicht so groß wie bei den Geräten zur Energiever-teilung. Auch bei diesen Geräten wird die laufende Fertigung von Inspektoren der Prüfstellen kontrolliert; die Kontrollbestim-mungen sind hier jedoch nicht so weitgehend wie bei den Leis-tungsschaltern.

Diese Industrieschaltgeräte werden vorwiegend in elektrischen Steuerungen eingesetzt, in Motorstromkreisen und Verbrau-cherstromkreisen jeglicher Art, in Motorstarterverteilungen (Motor Control Centers) und zur Ergänzung in Anlagen für die Energieverteilung. Sie können in Steuerungen (Industrial Con-trol Panels) direkt mit Geräten zur Energieverteilung kombiniert werden, z.B. mit Leistungsschaltern als Hauptschalter oder in einem Motorabgang (Bild 8).

Arten der Stromkreise in Nordamerika

In Nordamerika unterscheidet man bei den Hauptstromkreisen zwischen „Feeder Circuits“ 41 und „Branch Circuits“ 42 (Bild 9). In Feeder Circuits werden große Luft- und Kriechstrecken (Bild 10, Tabelle 6), wie z.B. nach UL 489, verlangt. Die Grenze zwischen den beiden Arten der Stromkreise bildet jeweils das „Branch Circuit Protective Device, BCPD“ 43. Branch Circuit Protective Devices müssen zumindest auf der Eingangsseite große Luft- und Kriechstrecken aufweisen. Typische BCPD’s von Eaton sind die Leistungsschalter NZM…-NA, PKZM4…--CB, FAZ…-NA, FAZ…-RT (Tabelle 7) oder bestimmte Schmelz-sicherungsarten. Bei der Auswahl der BCPD’s werden häufig Projektierungsfehler gemacht.

In Nordamerika müssen Leistungsschalter mit einer Strom-flussrichtungsangabe „LINE“ und „LOAD“ markiert werden, wenn sie nicht für eine beliebige Stromflussrichtung zugelas-sen wurden. Die Schalter dürfen dann nur von oben eingespeist werden. Die vorgeschriebene Einspeiseseite muss mit dem Wort „LINE“ gekennzeichnet sein. Bei den Schaltern von Eaton aus der Moeller® series gibt es diese Einschränkung nicht.

41 Feeder Circuits sind im weitesten Sinne Einspeise-Stromkreise42 Branch Circuits sind Lastabgänge43 BCPD = Abgangsschutzschalter

Nach Einschränkungen wird oft gefragt, obwohl auch im Kata-log, bei den technischen Daten, darauf hingewiesen wird. UL 508 Type E- oder UL 508 Type F-Motorstarter sind als BCPD’s lediglich für einzelne Motorabgänge und für keine anderen Last-arten einsetzbar. Steuerstromkreise werden als „Control Cir-cuits“ bezeichnet. In Motor Control Center (MCC) wird die Steuerspannung oft dezentral in jedem Einschub erzeugt.

Leistungsangaben für Industrieschaltgeräte

Man muss unbedingt beachten, dass die IEC/EN-Leistungsda-ten auf Geräten oder im Katalog nicht für die Dimensionierung der Geräte für den Einsatz in Nordamerika zugrunde gelegt wer-den dürfen. Es dürfen ausschließlich die approbierten Daten angewendet werden. Ähnlich wie es nach IEC- und Europa-Nor-men „Gebrauchskategorien für Niederspannungs-Schaltgeräte“ gibt, hat man in den USA und in Kanada für Industrieschaltge-räte „Gebrauchsarten“ für die verschiedenen „Arten von zu schaltenden Lasten“ definiert. Jeder „Gebrauchsart“ ist eine „Last-Kennzeichnung“ zugeordnet, die auf dem Leistungs-schild des Geräts bzw. in den technischen Daten zum Gerät erscheint und die damit seinen Verwendungszweck bestimmt. Die Tabelle 8 zeigt eine Übersicht dieser Zuordnung.

Bild 9: Die Grenze zwischen Branch und Feeder Circuits bilden die Branch Circuit Protective Devices. Man sieht von der Last her in Richtung der Ein-speisung. Das in Blickrichtung letzte Schutzorgan, das den Abgangsstrom-kreis schützt ist das BCPD. Bei UL 508 Type E und UL 508 Type F-Motorstartern bilden die Eingangsklemmen der Schutzschalter die Grenze zwischen Branch und Feeder. Sie müssen große Luft- und Kriechstrecken aufweisen. Leistungsschalter und bestimmte Sicherungen erfüllen generell die Anforderungen an die großen Luft- und Kriechstrecken.

f x mm

Beispiel:

Kriechstreckenspacing over surface, creepage distance

Luftstreckenspacing through air, clearance, air gap

leitende Teile live parts

Bild 10: Kriechströme fließen über die Oberflächen von Isolierstoffen, besonders bei hoher Luftfeuchtigkeit und Verschmutzung. Große Luftstre-cken verhindern Überschläge durch die Luft zwischen Teilen unterschiedli-cher Polarität. Nach UL 489 müssen die Kriechstrecken für 480 oder 600V fast 51 mm betragen. Zum Beispiel müssen bei einem 50 mm breiten, 3-poligen Gerät diese großen Kriechstrecken in der Breite 3-mal vorhanden sein. Das lässt sich nur mit Nuten und Stegen realisieren.

Tabelle 6: Allgemeine Luft- und Kriechstrecken, die in Feeder bzw. Branch Circuits eingehalten werden müssen. Für die USA und Kanada ist überwie-gend der höchste Spannungsbereich zu berücksichtigen.

Luft- und Kriechstrecke im Einspeisebereich (Feeder circuit) Quelle: UL508A Tabelle 10.2

� 125 V 126 - 250 V 251 - 600 VLuftstrecke 12,7 mm 19,1 mm 25,4 mmKriechstrecke 19,1 mm 31,8 mm 50,8 mmzwischen stromführen-den Teilen und geerde-ten Metallteilen

12,7 mm 12,7 mm 25,4 mm

Luft- und Kriechstrecke im Abgangsbereich (Branch circuit) Quelle: UL508A Tabelle 10.1

51 - 150 V 151 - 300 V 301 - 600 VLuftstrecke 3,2 mm 6,41 mm 9,5 mmKriechstrecke 6,4 mm 9,5 mm 12,7 mmzwischen blanken stromführenden Teilen und dem Gehäuse

12,7 mm 12,7 mm 12,7 mm

14

Motorschütze DILM und Spezialschütze DIL…

Diese Geräte sind in Nordamerika Industrieschaltgeräte (Indust-rial Control Equipment nach UL 508 und CSA-C22-2 No. 14-05). Der nordamerikanische Besteller verlangt in Nordamerika ent-weder Motorschütze mit sogenannten „NEMA-Sizes“ (NEMA-Größen) 44 oder er bestellt sie zum Schalten von Motoren, für die er Leistungsangaben in HP (PS) macht. Bei den NEMA-Sizes sind allen nordamerikanischen Normspannungen ent-sprechende Motornennleistungen in HP zugeordnet, sowie ein thermischer Dauerstrom. Eine Übersicht der Leistungen in HP und der Dauerströmen, die den NEMA-Größen zugeordnet sind, gibt die Tabelle 9, „Drehstromschütze nach NEMA“.

In den Kapiteln 5 + 9 des Hauptkatalogs sind die Schütze bzw. Motorstarter von Eaton mit den für Nordamerika approbierten HP (PS)-Leistungen dargestellt. Wenn man Motoren mit Leis-tungen in kW einsetzt, muss man wie bereits erläutert, die Leistung in HP umrechnen. Für die Leitungsdimensionierung werden nicht die tatsächlichen Ströme von den Leistungsschil-dern der Motoren verwendet, sondern man muss die Ströme von Normmotoren aus dem NEC berücksichtigen. Für die Lei-tungsdimensionierung werden diese Ströme aus dem NEC noch einmal mit dem Faktor 1,25 multipliziert, um mit dem Resultat den Leitungsquerschnitt zu bestimmen. Durch diese großzügige Dimensionierung und die Tatsache, dass an ein

44 NEMA = National Electrical Manufacturers Association (USA, http://www.NEMA.org)

Netz mit einer Nennspannung von 480 V Motoren mit einer Nennspannung von 460 V angeschlossen werden (Differenz ca. 4 %), erspart man sich die Berechnung des Spannungsfalls. Das gilt analog bei den übrigen Netzspannungen. Bei langen Leitungen sollte man vorsichtshalber den Spannungsfall trotz-dem überschlägig berechnen.

Eine Projektierungstabelle im Hauptkatalog ordnet den Leis-tungsschützen Auswahldaten für nicht-motorische Anwen-dungen (Special Purpose Ratings) zu. Es stehen für Special Purpose Applications auch spezielle, approbierte Schütze, wie DILH, DILL, DILK, DILMF 45 zur Verfügung 46. Man muss beach-ten, dass bei nicht-motorischen Lastarten nach NEC und CEC meistens lediglich Leistungsschalter oder Sicherungen als Schutzorgane zugelassen sind. Motorschutzschalter oder auch die UL 508 Type E und Type F-Starter sind ausschließlich für Motor-Stromkreise zugelassen.

Kombination „Schütz und Überlastrelais“

(„Non Combination Motor Starter“)

Zunächst ist es wichtig zu wissen, dass der nordamerikani-sche Kunde unter der Kombination „Schütz und Überlastre-lais“ einen „Non Combination Motor Starter“ versteht und für

45 DILMF… sind spezielle Schütze, die den Anforderungen des Standards SEMI F47 der amerikanischen Halbleiter-Industrie entsprechen. http//www.semi.org/eu

46 In Amerika besitzen Special Purpose Contactors z. T. auch besondere Baufor-men (z.B.1- oder 2-polig).

Tabelle 7: Die Tabelle zeigt, für welche Anwendungen die verschiedenen Schalter eingesetzt werden können. Zum Teil sind zusätzliche Schalt- und Schutz-geräte notwendig. Wirtschaftliche oder technische Gründe können einzelne Einsatzmöglichkeiten ausschließen. Die Spalten Generator-, Trafoschutz und Selektivschutz enthalten nicht alle Möglichkeiten, so können z. B. auf der untersten Ebene des Selektivschutzes alle unverzögerten Leistungsschalter einge-setzt werden. Beim Trafoschutz können z. B. FAZ…-NA eingesetzt werden, wenn ein SCCR von 10 oder 14 kA ausreicht. Bei nicht-motorischer Last sind meisten nur Leistungsschalter oder Sicherungen zulässig. Außer NS..-..-NA sind alle anderen Geräte in der Tabelle Leistungsschalter, die sehr universell ein-setzbar sind.

Eignung für Haupt- und Nebenanwendungen verschiedener Schutzschalter

Hauptanwendungen Neben-anwendungen

Typ Einsatz

Kurz-schluss-schutz

Kurzschluss- und Überlastschutz einsetzbar für den

Anlagen-schutz

Kabel-schutz

Generator-,Trafo-schutz

Selektiv-schutz mit verzöger-tem Kurzschlus-sauslöser

Motor-schutz

Haupt-schalter

Not-Aus

Alle Schalter ent-sprechen UL489 und CSA-C22.2 No. 5.Es sind Leistungs-schalter oder Molded Case Switches

im Feeder Circuit

im Branch Circuit

als Branch Circuit ProtectiveDevice (BCPD)

x x (x)3) (x)6) (x)6) FAZ...-NA(-RT) x x x

x x (x)3) (x)6) (x)6) PKZM4-..-CB x x x1) x x NS..-..-NA x x -

x2) (x)3) (x)5) (x)5) NZM..-S..-CNA - x (x)5)

x2) (x)3) (x)5) (x)5) NZM..-SE..-CNA - x (x)5)

x x (x)3) x x NZM..-AF..-NA x x x

x x (x)3) x x NZM..-AEF..-NA x x x

x x x x (x)3) x x NZM..-VEF..-NA x x x

x x (x)3) x x NZM..-A..-NA x x x

x x (x)3) x x NZM..-AE..-NA x x x

x x x x (x)3) x x NZM..-VE..-NA x x x

x x x4) x x NZM..-ME..-NA x x x(x) bedingt einsetzbar1) nur Eigenschutz des Schalters bis zu den angegebenen maximalen Kurzschlussströmen2) nur einsetzbar, nach nordamerikanischen Codes und Standards in approbierten Motorstartern (Listed or Certified Combination Motor Controllers)3) nur in Kombination mit geeignetem Schütz und Motorschutzrelais4) Schalter wird üblicherweise mit einem Schütz zum Motorstarter kombiniert5) nur für einzelne Motorstarter6) nicht geeignet als Zuleitungs-Hauptschalter (Supply Circuit Disconnecting Means) nach NFPA79 und UL 508A (Industrial Machinery)

15

diese Kombination die gleichen Bestellangaben wie für Motor-schütze macht (Bild 11). Komplette Kombinationen, bestehend aus „Schütz und Überlastrelais“, werden im Katalog in einer Auswahltabelle dargestellt. Es ist im Laststromkreis zusätz-lich ein Kurzschlussschutzorgan, also Schmelzsicherungen oder ein Leistungsschalter, erforderlich. Im Katalog wird jeweils die maximal zulässige Größe dieser Schutzorgane angegeben. Um brauchbare SCCR-Ergebnisse zu erreichen, sollten nicht die

Maximalwerte für die Schutzorgane ausgenutzt werden. Die besten Ergebnisse erzielt man in Bezug auf das SCCR, wenn die Nennströme von Schütz und Schutzorgan möglichst gleich groß sind. Die meisten exportierenden Firmen bevorzugen schmelzsicherungslose Lösungen.

Da die Bestimmung des „Overall Short Circuit Current Rating“ bei der Maschinensteuerung nach UL 508A und NFPA 79 Pflicht geworden ist, wurden bei Eaton weitere umfangreiche Prüfreihen für „Non Combination Motor Starters“ und „Com-bination Motor Starters“ gestartet. In der Vergangenheit wur-den hauptsächlich die Schaltvermögen bei 600 V ermittelt, weil diese Spannung die Anwendungen mit 480 V abdeckt. Die Spannungshöhe hat einen sehr hohen Einfluss auf das erreich-bare Schaltvermögen. Mit Prüfungen bei 480 V kann man deutlich bessere Ergebnisse erzielen, die jetzt an Bedeutung gewonnen haben. Deshalb wird jetzt auch gezielt bei dieser in den USA hauptsächlich eingesetzten Spannung geprüft.

Last-KennzeichnungAngaben auf dem Betriebsmittel/Gerät

1) Motors(Motoren)

Horsepower (HP)

2) Coils(Spulen in Hilfs- und Steu-erstromkreisen)

Coils: Volts, FrequencyControl Circuit Contacts: Standard Pilot Duty or Heavy Pilot Duty(Spulen: Spannung/FrequenzHilfskontakte: normale Schaltleistung oder hohe Schaltleistung)

3) Resistance (heating)(Widerstand, Heizung)

Amperes, restistance only(A, nur Widerstände)

4) Incandescent lamps(Glühlampen)

Amperes or Watts, Tungsten(A oder Watt, Wolfram-Glüh-faden)

5) Ballast(electric discharge lamps)(Drosseln, elektrische Ent-ladungslampen)

Amperes, ballast(A, Drosseln)

6) General Use *

(Allgemeine Verwendung)Amperes(A)

* Die Gruppe „General Use“ gilt für allgemeine Anwendungen und entsprcht der IEC/EN-Kategorie AC-1.

Tabelle 8: Arten der zu schaltenden Last (Gebrauchsarten)

NEMA-Größen für Schütze nach NEMA ICS 2

Drehstromschütze nach NEMANEMA-Size(NEMA-Größen)

Dauerstrom

A

Leistungsdaten*

1-phase 3-phase115 V 60 Hz

HP (PS)

230 V 60 Hz

HP (PS)

200 V 60 Hz

HP (PS)

230 V 60 Hz

HP (PS)

460 V 60 Hz575 V 60 HzHP (PS)

00 9 1/2 1 11/2 11/2 2

0 18 1 2 3 3 5

1 27 2 3 71/2 71/2 10

2 45 3 71/2 10 15 25

3 90 71/2 15 25 30 50

4 135 - - 40 50 100

5 270 - - 75 100 200

6 540 - - 150 200 400

7 810 - - - 300 600

8 1215 - - - 450 900

9 2250 - - - 800 1600

* Leistungsdaten für Motoren mit einer Drehzahl, ohne Tippen, Reservieren und Gegenstrombremsen: (HP ~ PS)

Tabelle 9: „Drehstromschütze nach NEMA“. Nordamerikanische NEMA-Größen (NEMA-Sizes) für Schütze. Einer NEMA-Größe sind bestimmte Ströme und für unterschiedliche Spannungen bestimmte Leistungen fest zugeordnet. Alle Werte müssen von einem Gerät beherrscht werden, um der NEMA-Größe zu entsprechen. Bei dieser Zuordnung wird die Leistungsfähigkeit der Schütze nicht optimal genutzt.

Bild 11: Schütz und Motorschutzrelais sind in Nordamerika ein „Non Combination Motor Starter“

16

Motor Starter („Combination Motor Starter“)

Der Motorstarter europäischer Art, der alle Geräte für den Kurz-schlussschutz, Überlastschutz und zum betriebsmäßigen Schal-ten des Motors zusammenfasst (z.B. Leistungsschalter und Schütz und Überlastrelais), wird in Nordamerika als „Combina-tion Motor Starter“ bezeichnet (Bild 12). Solch ein Motorstarter ist wie eine Kleinsteuerung mit allen dazugehörigen Einzelgerä-ten zu projektieren. Die Auswahl erfolgt, wie vorher beschrie-ben, nach Auswahlhilfen im Katalog.

Eaton bietet verschiedene Varianten für die elektrische und teil-weise auch für die mechanische Verbindung zwischen den Komponenten der Motorstarter an. Die effizienteste Verbin-dung erfolgt mit den Verbindungssets der Kombistecktechnik (Bild 13). Alle zulässigen Verbindungstechniken, mit Drähten oder verschiedenartigen Verbindungsbausteinen von Eaton sind approbiert. Das gilt auch für den Aufbau der Starter auf Sammelschienenadapter im System SASY 60i.

IEC/EN Motorschutzschalter

Motorschutzschalter nach IEC und EN können in Nordamerika, unabhängig vom Fabrikat, nicht in gleicher Weise eingesetzt werden, wie es nach den internationalen und europäischen Produkt- und Errichtungsnormen üblich ist. Diese weltweit bewährten Schutzschalter, die Monat für Monat von mehreren Herstellern in gewaltigen Stückzahlen produziert werden, sind nach den bestehenden Standards in Nordamerika, lediglich als „Manual Motor Controllers“ oder „Manual Motor Protectors“ zu bewerten. Mit dieser Bewertung sind Besonderheiten ver-bunden, die nachfolgend beschrieben werden und die unbe-dingt beachtet werden müssen.

Die Motorschutzschalter werden nach UL 508 und CSA-C22.2 No. 14-05 bewertet und approbiert. Obwohl sich die Schalter nach IEC und EN auch als kleine Hauptschalter/Netztrennein-richtungen bewährt haben und obwohl die Schalter für kleine Stromstärken von Eaton sogar eigenfest sind, werden die inte-grierte Kurzschlussschutzfunktion und die Trennfunktion der Motorschutzschalter in Nordamerika nicht anerkannt. Des-halb muss der approbierte Schalter und der gesamte Strom-kreis zusätzlich durch einen von UL bzw. CSA zugelassenen Leistungsschalter oder durch Sicherungen gegen Kurzschluss „geschützt“ werden. Das sind Maßnahmen, die Schaltanla-gen unnötig teurer machen. Der Motorschutzschalter kann, ohne die später erläuterten zusätzlichen Maßnahmen, nicht als Branch Circuit Protective Device (BCPD) eingesetzt wer-den. In Feeder Circuits kann er, wie alle UL 508-Komponenten erst recht nicht eingesetzt werden. Obwohl man den tatsäch-lich im Motorschutzschalter vorhandenen Kurzschluss auslöser ignoriert, wird dieser im Störungsfall natürlich den Schalter aus-lösen. Der Schalter muss nach der Beseitigung eines Kurz-schlusses wieder eingeschaltet werden. Es kann sein, dass die sehr schnellen Motorschutzschalter auslösen und den Strom

unterbrechen, bevor die zusätzlichen, vorgeschalteten Schutz-organe ansprechen.

Das zusätzliche Kurzschlussschutzorgan kann für den Schutz einzelner Motorstarter/Motorschutzschalter eingesetzt wer-den, es darf aber auch den Gruppenschutz für eine Gruppe von Motorschutzschaltern/Motorschutzstartern übernehmen (Bild 14), wenn diese, wie bei Eaton zusätzlich als „Suitable for Group Installations“ 47 approbiert wurden. Motorschutzschal-ter PKZM0 und PKZM4 besitzen zusätzlich auch noch Approba-tionen als „Tap Conductor Protectors“. Für den PKE sind diese Approbationen eingeleitet. Die Größe des Vorschaltorgans, der beteiligten Motorschutzschalter, sowie die Leitungsquerschnitte der Zuleitung und der Motorleitungen müssen bei der Projek-tierung koordiniert werden. Bei Group Installations sind beson-dere Verdrahtungsregeln nach NEC und CEC zu beachten. Die 3:1-Regel oder die 10:1-Regel bestimmen die zulässigen Ver-hältnisse zwischen den Leitungsquerschnitten der schwächs-ten Motorleitungen und der Zuleitung zum Gruppenschutzorgan bzw. deren Belastbarkeit. Das Gruppenschutzorgan muss den kleinsten Querschnitt einer Motorleitung schützen, es darf beim Anlauf von mehreren Motoren nicht unnötig ansprechen und es muss den durch Faktoren erhöhten Summenstrom aller Moto-ren der Gruppe führen können.

Durch die Approbation als Tap Conductor Protector wird die Gruppenbildung und die Verdrahtungsdimensionierung durch das Verhältnis 10:1 erleichtert. Motorschutzschalter mit Vor-schaltschutzorganen sind auch in Dreieck-Netzen und in ungeerdeten Stern-Netzen uneingeschränkt einsetzbar. Tap Conductor Protectors können allerdings lediglich in geerde-ten Sternnetzen eingesetzt werden (Bild 15) und sie sind nach den kanadischen Standards dort nicht zugelassen. In Bild 16 werden die Vor- und Nachteile des Einzelschutzes, der beiden Lösungen für Group Installations und die später beschriebenen UL 508 Type E und Type F Motorstarter verglichen. Wenn ein geerdetes Sternnetz zur Verfügung steht, sind die UL 508 Type

47 Teilweise wird auch der weniger exakte Begriff „Group Protection“ verwen-det, der sich aber mehr auf das Vorschaltschutzorgan bezieht, welches den Schutz der Gruppe übernimmt.

Bild 12: Der Motorstarter, der alle Geräte für den Kurzschlussschutz, Über-lastschutz und zum betriebsmäßigen Schalten des Motors zusammenfasst (z. B. Leistungsschalter und Schütz und Überlastrelais), wird in Nordamerika als „Combination Motor Starter“ bezeichnet. Solch ein Motorstarter ist wie eine Kleinsteuerung mit allen dazugehörigen Einzelgeräten zu projektieren.

Bild 13: Effiziente Verbindung der Komponenten eines Motor Starters mit der Kombistecktechnik. Diese Verbindungstechnik ist für Nordamerika genau so approbiert, wie auch die Verbindung der Komponenten mit Einzel-drähten oder mit elektrischen Kontaktbausteinen. Vor dieser Kombination ist in Nordamerika ein Vorschaltschutzorgan einzusetzen oder der Motorschutz-schalter muss auf der Eingangsseite mit der Zusatzklemme BK25/3-PKZ0-E ausgerüstet werden. (siehe Bild 19)

17

E und Type F Motorstarter die günstigsten Lösungen. Das gilt für den Koordinierungsaufwand, den Materialeinsatz, den Platz-bedarf und den Verarbeitungsaufwand.

Motorschutzschalter PKZ(M), PKE

Diese Geräte sind in Nordamerika Industrieschaltgeräte (Indus-trial Control Equipment nach UL 508 und CSA-C22.2 No. 14-05) und sie werden als handbetätigte Motorstarter in Steuerun-gen oder auch separat als gekapselte Einzelgerät eingesetzt. Sie haben Leistungsangaben in HP (PS) und, wenn sie mit Hilfsschaltern bestückt sind, Angaben über ihre Gebrauchs-art als Steuergeräte (Pilot Duties). Die Geräte besitzen fest ein-gestellte oder einstellbare magnetische oder elektronische Schnellauslöser für den Kurzschlussschutz 48, einstellbare Bime-tall- oder elektronische Auslöser für den Motor-Überlastschutz und sie können zum Schalten von Motorstromkreisen, ihre Hilfsschalter zum Schalten von Steuerstromkreisen verwendet werden. Im System PKE können die steckbaren Auslöseblö-cke im Rahmen des Bausteinsystems, in Abhängigkeit von der Motorgröße ausgewechselt werden. Die elektronischen Aus-löser sind innerhalb sehr weiter Strombereiche einstellbar. Das System PKE ermöglicht es zusätzlich, Motorstarter über das approbierte System SmartWire-DT bidirektional zu vernetzen. PKZ(M) und PKE dürfen in Nordamerika ausschließlich für den Schutz und das Schalten von Motoren eingesetzt werden und nicht, wie nach IEC/EN, auch für andere Lastarten. Die Schalter können mit optionalen Unterspannungs- oder Arbeitsstromaus-lösern und weiteren Zusatzausrüstungen kombiniert werden (Bild 17).

Die Motorschutzschalter PKZM0, PKZM4 besitzen Approba-tionen für den Einsatz in Group Installations und als Tap Con-ductor Protector. Für Motorschutzschalter PKE waren diese zusätzlichen Approbationen zum Erscheinungszeitpunkt des Aufsatzes eingeleitet. Die Bedeutung und Handhabung der Begriffe wurde im vorhergehenden Absatz erläutert.

48 Vorhergehenden Absatz beachten.

Motorstarter ohne zusätzliches Kurzschlussschutzorgan,

UL 508 Type E Self-Protected Combination Motor Controller

Entsprechend einer Zusatzbestimmung zum Standard UL 508 können Motorstarter als „Type E Combination Motor Control-ler“ 49 geprüft werden, bei denen ein zusätzlicher Kurzschluss-schutz nicht erforderlich ist (Self-Protected Combination Motor Controller). Diese Art eines Starters wird auch von der CSA für Kanada anerkannt. Type E Starter sind ausschließlich in starr geerdeten Stern-Netzen einsetzbar, z.B. bei der Slash Voltage 480Y/277 V. Sie dürfen ausschließlich Motoren schalten und schützen und keine anderen Lastarten. Für den Schutz von Motoren an Frequenzumrichtern, müssen die Frequenzumrich-ter durch deren Hersteller zusammen mit diesen Type E Star-tern geprüft und approbiert sein.

Alle Komponenten für einen kompletten Motorstarter, ein-schließlich eines vollwertigen Kurzschlussschutzes, sind in einem einzigen Gerät enthalten. Dadurch verringert sich der Platzbedarf und die Verdrahtungsarbeiten zwischen den Kom-ponenten entfallen. Solche Geräte werden in Motorstarterver-teilungen (Motor Control Centers, MCC), in Steuerungen und

49 Motor Starter Construction Type E; z.Z. gibt es Contruction Types A bis F

Bild 14: Der IEC/EN Motorschutzschalter (amerikanisch: lediglich „Manual Motor Controller“ oder „Manual Motor Protector“) benötigt in Nordamerika ein zusätzliches, vorgeschaltetes Kurzschlussschutzorgan. Bei einer Appro-bation der Motorschutzschalter für den Einsatz in „Group Installations“, darf das Kurzschlussschutzorgan gleichzeitig mehrere Motorschutzschalter schützen.

Bild 15: Motorschutzschalter nach IEC/EN müssen in Nordamerika durch ein vorgeschaltetes Kurzschlussschutzorgan (Leistungsschalter oder Sicherun-gen) geschützt werden*. Es sind die einzelnen Motorschutzschalter zu schützen oder als Erleichterung dürfen auch ganze Gruppen geschützt wer-den. Es sind Verdrahtungsrichtlinien nach NEC und CEC einzuhalten, die als 3:1 bzw. 10:1-Regeln bekannt sind. (vereinfachte Darstellung). Die Gruppen-bildung ist schwer zu koordinieren, wenn die Motorleistungen Innerhalb der Gruppe stark unterschiedlich sind. Tap Conductor Protectors dürfen lediglich in starr geerdeten Sternnetzen, bei Slash Voltages, eingesetzt werden und nicht in Kanada.

* Alternativen ohne Vorschaltschutzorgane können UL 508 Type E und UL 508 Type F Starter sein.

18

als Einzelstarter in einem separaten Gehäuse eingesetzt. Bis zum angegebenen Schaltvermögen benötigen diese Geräte kein zusätzliches Kurzschlussschutzorgan.

Im System PKE sind diese Geräte unter der Typenbezeichnung MSC-DE-...-M...-SP erhältlich (Bild 18).Der MSC-DE-...-M...-SP ist werkseitig mit einer Einspeise-klemme zur Erhöhung der Luft- und Kriechstrecken sowie

Vor- und Nachteile von verschiedenen Motorstartern,

mit IEC-Motorschutzschaltern, für den Einsatz in Nordamerika

Bild 16: Unterschiedliche Möglichkeiten IEC/EN Motorschutzschalter in Nordamerika einzusetzen. Links wird der einzelne Motorschutzschalter mit einem Vorschaltschutzorgan (Leistungsschalter oder Sicherungen) geschützt. In der Mitte werden die beiden Möglichkeiten für den Gruppenschutz mit einem gemeinsamen Vorschaltschutzorgan verglichen. Ein Tap Conductor Protector ist in Kanada nicht einsetzbar, weil die kanadischen Standards einen Tap Con-ductor Protector nicht berücksichtigen. Rechts wird mit den später beschriebenen UL 508 Type E und Type F Einzel-Motorstartern verglichen.

1 Leitungen zum Motor immer für Motor-le x 1,25 dimensionieren

2 BCPD = Branch Circuit Protective Device = Vorschaltschutzorgan

Einzelantriebe mit Einzel-Vorschaltschutzorgan

Gruppe mit Motorschutz-schaltern mit Approbation

für Group Installation

Gruppe mit Motorschutz-schaltern mit Approbatio-

nen als Tap Conductor Protectors

Einzelantriebe mit UL 508 Type E- und Type F-Motor-

startern

Vorschaltschutzorgan erforderlich

Vorschaltschutzorgan erforderlich

Vorschaltschutzorgan erforderlich

Ist gleichzeitig das Branch Circuit Protective Device für

diesen Motorabgang

Vorteil:Einsatz in geerdeten und

ungeerdeten Netzen

Vorteil:Einsatz in geerdeten und

ungeerdeten Netzen

Nachteil:Einsatz nur in starr

geerdeten Sternnetzen

Nachteil:Einsatz nur in starr

geerdeten Sternnetzen

Nachteil:viele Vorschaltschutzorgane

erforderlich

Vorteil:weniger Vorschaltschutz-

organe erforderlich

Vorteil:weniger Vorschaltschutz-

organe erforderlich

Vorteil:kein Vorschaltschutz organ

erforderlich

Vorteil:Zuleitungsdimensionierung1 nach individuellen Regeln

Nachteil:Zuleitungsdimensionierung1

nach 3:1-Regel mit Bezug auf die Motorleitung

Vorteil:Zuleitungsdimensionierung1 nach 10:1-Regel mit Bezug

auf Motorleitung und BCPD2

Vorteil:Zuleitungsdimensionierung1 nach individuellen Regeln

Vorteil:keine Koordinierung von

Gruppen erforderlich

Nachteil:schwierige

Gruppenbildung

Vorteil:leichtere

Gruppenbildung

Vorteil:keine Koordinierung von

Gruppen erforderlich

Nachteil: u. U. sind mehr

Gruppen erforderlich

Vorteil: u. U. sind weniger

Gruppen erforderlich

Type E Combination Motor Controller

Maximum motor rating Three-phase current

Setting Ranges overload release

Rated short-circuit breaking capacity Combination Motor Starter

200V HP 230V HP 460V HP 575V HP A 240V kA 480Y/277V kA 600Y/347V kA1/2 1/2 0,3–1,2 14 14 14 MSC-DE-1,2-M17-SP(…)

3/4 3/4 2 - 1–4 18 18 - MSC-DE-4-M17-SP(…)3 3 71/2 - 3–12 18 18 - MSC-DE-12-M17-SP(…)5 71/2 15 - 8–32 18 18 - MSC-DE-32-M32-SP(…)

Tabelle 10: MSC-DE-...-M...-SP, Type E Combination Motor Controler mit PKE

einem abschließbaren Knebel bestückt. Dieser Motorstar-ter vereint die Funktionen Kurzschluss- und Überlastschutz, handbetätigtes Schalten und automatisches Schalten von der Ferne (z. B. aus einer Steuerung). Er kann die Funktion eines BCPD's50 in einzelnen Motorabgängen bis zu seinem Schaltver-mögen ohne zusätzliche Vorschaltschutzorgane übernehmen.

50 Abgangsschutzschalter

19

alt/neuPart B

430-24430-25, 430-26Motor feeder

Motor feedershort-circuit andground-fault protection Part E

Motor disconnecting means Part J

Motor branch-circuitshort-circuit andground-fault protection Part D

Motor circuit conductor Part B

Motor controller Part GMotor control circuits Part F

Motor overload protection Part C

Part CMotor Part AThermal protectionSecondary controllerSecondary conductors

Part B430-23

Secondary resistor Part B430-23 and Article 470

To Supply

/II

/V

/IX

/IV

/II

/VII/VI

/III

/I/III

/II

/II

M3 ~

VII

MSC-DE-...-M...-SP

6

5

4

7 7

7

1

3

3

2

7

7

8

5

Bild17: Nach IEC/EN sind es Motorschutzschalter PKZM01, PKZM0, PKZM4, PKE32 und PKE63. Nach nordamerikanischen Standards sind es Manual Motor Controllers oder Motor Protectors, die durch ein Vorschaltschutzorgan gegen Kurzschluss geschützt werden.

Bild 18: Das Bild des Self-Protected Combination Motor Controllers MSC-DE-...-M...-SP zeigt die Zuordnung der Gerätebaugruppen zu den Parts des NEC Diagramms 430-1. Dieser Starter ist weltweit einsetzbar. Der Schaltantrieb verfügt über eine zusätzliche Strombegrenzungsfunktion.

1 Motorschutzschalter PKZM012 Motorschutzschalter PKZM03 elektronischer Motorschutzschalter PKE4 Motorschutzschalter PKZM45 Türkupplungsdrehgriff6 U- und A-Auslöser7 Hilfsschalter für Fronteinbau8 Ausgelöstmelder9 Hilfsschalter für Seitenanbau10 Strombegrenzerbaustein

NEC Diagramm, Artikel 430

20

UL 508 Manual Type E Starter, handbetätigte UL 508

Type E Starter

Als weitere Varianten gibt es im Bereich der „Type E Combi-nation Motor Controller“ die „Manual Self-Protected Starters“. Sie benötigen einspeiseseitig erhöhte Luft- und Kriechstrecken, z.B. entsprechend UL 489 bzw. CSA-C22.2 No. 5-09, um auf eine vorgeschaltete Kurzschlussschutzeinrichtung verzichten zu können. Diese Geräte sind ausschließlich zum handbetätig-ten Schalten von Motoren geeignet. Diese Geräte dürfen aus-schließlich in starr geerdeten Stern-Netzen eingesetzt werden, z.B. bei der Slash Voltage 480Y/277 V. Sie können die Funktion eines BCPD’s in einzelnen Motorabgängen bis zu ihrem Schalt-vermögen ohne zusätzliche Vorschaltschutzorgane überneh-men. Sie dürfen ausschließlich Motoren schalten und schützen und keine anderen Lastarten.

Realisiert werden die „Manual Self-Protected Combination Motor Controller“ im Bausteinsystem durch einen PKZM0 oder PKZM4 mit einer speziellen zusätzlichen Einspeiseklemme BK25/3-PKZ0-E bzw. BK50/3-PKZ4-E. Diese Zusatzklemmen

stellen die geforderten großen Luft- und Kriechstrecken an der Eingangsseite sicher und sie ermöglichen gleichzeitig das Anschließen von größeren Leitungsquerschnitten, die man bei-spielsweise für Gruppeninstallationen benötigt. Für die Anwen-dung in Kanada müssen diese Geräte zusätzlich abschließbar sein. Deshalb müssen die Starter mit dem auswechselbaren Betätigungsknebel AK-PKZ0 ausgerüstet sein. Es ist zulässig, mehrere PKZM einspeiseseitig mit Drehstromschienenblöcken, z.B. B3…-PKZ0, zu verbinden und diese Gruppe über lediglich eine einzige Einspeiseklemme BK… anzuschließen (Bild 19). Bei Manual Type E und den F Startern, die auf Sammelschie-nenadapter, z.B. des Sammelschienensystems SASY 60i, im Feeder Circuit montiert werden, wird pro PKZM eine Zusatz-klemme benötigt (Bild 20).

UL 508 Type F Starter, fernschaltbare Type F Starter

Durch die Kombination eines „Manual Type E Starters“ mit einem Schütz kann ein „Type F Combination Motor Controller“ aufgebaut werden (Bild 21). Auch diese Starter benötigen bis zu ihrem Schaltvermögen kein zusätzliches Kurzschlussschutz-organ. Type F Starter werden entsprechend der Auswahlhilfe im Katalog kombiniert und eingesetzt. Ihr Einsatz ist ausschließ-lich in starr geerdeten Stern-Netzen zulässig, z.B. bei der Slash Voltage 480Y/277 V. Es ist ausnahmslos erlaubt Motoren zu schalten und zu schützen und keine andere Last arten. Ledig-lich innerhalb einzelner Motorabgänge dürfen diese Starter die Funktion eines BCPD‘s übernehmen. Type F Starter werden in Kanada akzeptiert, obwohl sie in Kanada noch nicht in den Stan-dards beschrieben werden. Der PKZM muss für den Einsatz in Kanada mit einem abschließbaren Knebel ausgestattet werden.

Auch hier können Drehstromschienenblöcke mit einer einzigen Einspeiseklemme verwendet werden. Eine Alternative bildet die Montage auf Sammelschienenadaptern und Sammelschie-nensystemen. Die Adapter und Schienensysteme SASY 60i sind ebenfalls für den Einsatz in Nordamerika approbiert. Eaton bietet diese sehr effektiven „2-Komponenten-Starter“ bis 58 A an. Die Einführung der UL 508 Type E und Type F Motorstarter

Bild 19: Der rechte Motorschutzschalter mit der angebauten Zusatzklemme BK25/3-PKZ0-E bildet einen „UL 508 Manual Self-Protected Starter“, auch „UL 508 Type E Starter“ genannt. Die Zusatzklemme stellt die großen Luft- und Kriechstrecken an den Einspeiseklemmen bereit. Die Zusatzklemme darf für mehrere Manual Self-Protected Starters verwendet werden, die mit einem Drehstromschienenblock verbunden sind. Es ist eine günstige Lösung, um die nordamerikanischen Standards zu erfüllen und um gleichzei-tig mit etwa dem gleichen Platzbedarf auszukommen, wie bei der analogen IEC/EN-Lösung. Man sollte diese Lösung anwenden, auch wenn man die Logik der Lösung nicht nachvollziehen kann. Diese Lösung setzt ein starr geerdetes Sternnetz voraus. Für Kanada müssen die Schaltknebel durch abschließbare Knebel ersetzt werden. Mit diesen Startern dürfen aus-schließlich Motoren geschaltet und geschützt werden.

Bild 21: Aus dem „UL 508 Manual Self-Protected Starter“ oder dem „UL 508 Type E Starter“ entsteht durch die Kombination mit einem Schütz der „UL 508 Type F Starter“. Das Bild zeigt 4 Starter, die wieder mit einem Drehstromschienenblock verbunden sind und die gemeinsam über 1 Zusatz-klemme eingespeist werden. Auch diese Kombinationen setzen ein geerdetes Sternnetz voraus. Es dürfen ausschließlich Motoren geschaltet und geschützt werden. Auch hierfür müssen in Kanada Motorschutzschalter mit abschließbaren Schaltknebeln verwendet werden.

Bild 20: Combination Motor Starter auf dem Sammelschienensystem SASY 60i. Das Bild zeigt ein System für den Einbau in den Feeder Bereich. Dort werden große Luft- und Kriechstrecken verlangt. Jeder Starter benötigt die Zusatzklemme BK25/3-PKZ0-E.

21

war ein wichtiger Schritt, der wirklich große Probleme beseitigt hat, weil in vielen Export-Schaltanlagen die amerikanischen Vor-schaltschutzorgane, aus Unwissenheit, nicht eingebaut wurden und dann der Platz für deren Nachrüstung auch nicht vorhanden war. Type E und Type F Motorstarter ermöglichen jetzt in die-sem Leistungsbereich ein einheitliches Schaltschranklayout für IEC/EN und nordamerikanische Standards.

Motorstarter für größere Motorleistungen

Leistungsschalter sind in ihrer Grundausstattung in Nordame-rika nicht für den Motorschutz geeignet. Den Schaltern fehlt, wie es auch bei klassischen IEC/EN-Leistungsschaltern der Fall ist, nach dem derzeitigen Stand der nordamerikanischen Codes und Standards eine Motorschutzcharakteristik bei den Über-lastauslösern. Später wird in dieser Information ein neuartiger Leistungsschalter als Motorschutz-Leistungsschalter NZM..-ME…-NA vorgestellt, der eine Motorschutzcharakteristik, wie ein Motorschutzrelais, nach UL 508 besitzt.

Motorstarter für größere Motorleistungen (bei Eaton > 58 A) werden in Nordamerika aus drei Komponenten aufgebaut (Bild

22). Kombiniert werden ein Leistungsschalter, ein Schütz und ein zusätzliches Motorschutzrelais. Man verwendet in Amerika Leistungsschalter

• mit fest eingestellten Überlastauslösern (NZM…-A(E)F…-NA),

• oder einstellbaren Überlastauslösern (NZM…-A(E)…-NA),• oder ohne Überlastauslöser (NZM..-S(E)…-NA).

Die Motorschutzrelais besitzen wahlweise thermische Bimetall-auslöser oder elektronische Auslöser. Das veränderbare Auslö-severhalten elektronischer Motorschutzrelais (Auslöseklassen) ermöglicht eine optimale Anpassung an das Hochlaufverhalten von Motoren bei schwierigen Lastarten, z.B. bei Schweranlauf. Die Leistungsschalter übernehmen die Funktion des BCPD’s für den jeweiligen einzelnen Motorabgang.

Motorschutz-Leistungsschalter, NZM…-ME…-NA

Diese neuartigen Geräte sind in Nordamerika vollwertige Leis-tungsschalter (Molded Case Circuit Breakers nach UL 489 und CSA-C22.2 No. 5-09) und zusätzlich erhalten sie eine Kalibrie-rung der Überlastauslöser (nach UL 508, CSA-C22.2 No. 14-05), wie bei Überlastrelais. Diese neue Schalterart (Motor Protec-tive Circuit Breaker) wurde zum Zeitpunkt der Drucklegung dieses Aufsatzes noch nicht in den nordamerikanischen Stan-dards beschrieben. Dadurch wurde die Approbation verzögert. Die Schalter können auch weiterhin wie „normale“ „Inverse Time Circuit Breakers“ eingesetzt werden (Bild 23). Die Schal-ter dürfen in Feeder Circuits und in Branch Circuits, sowie als Branch Circuit Protective Devices eingesetzt werden (Tabelle

7). Sie werden vorwiegend in Steuerungen und Motorstarter-verteilungen (MCC) eingesetzt. Sie besitzen Angaben über ihre Kurzschlussfestigkeit in kA und, wenn sie mit Hilfsschaltern bestückt sind, Angaben über ihre Gebrauchsart als Steuerge-räte (Pilot Duties). Die Schalter können mit optionalen Arbeits-strom- oder Unterspannungsauslösern ausgerüstet und über diese ausgelöst werden oder mit optionalen Fernantrieben ein- und ausgeschaltet werden.

M3 ~

cM

3 ~

I >

I >

a

M3 ~

I >

b

M3 ~

NZM..-ME..-NA

Inverse Time Circuit Breaker, mit einstellbarem oder häufig mit fest eingestelltem Überlastaus-löser (UL 508 Table 76.2, Construction Type C)

Inverse Time Circuit Breaker, mit einstellbarem Überlastauslöser, mit UL 508 Kalibrierung, ohne Motorschutzrelais

Instantaneous Trip only Circuit Breaker, ohne Überlastaus löser (UL 508 Table 76.2, Construction Type D)

Bild 22: In Nordamerika sind z. Z. überwiegend Motorstarter bestehend aus den 3 Komponenten, Leistungsschalter, Schütz und Motorschutzrelais üblich. In der IEC-Welt besteht der Motorstarter normalerweise aus dem Leistungsschalter oder Motorschutzschalter und einem Schütz. Die 2-Komponenten-Motor-starter werden sich, mit Hilfe der neuen Motor Protection Circuit Breakers NZM..2-ME…-NA auch zunehmend in Nordamerika durchsetzen.

22

Eaton Leistungsschalter – Varianten nach Art der Approbation und Anwendung –

Typenzusatz „-NA“

„gelistete Geräte“

vollständige UL 489-Approbation

X Beispiele:

C.1 NZM..-AF..-NA

C.2 NZM..-AEF..-NA

C.3 NZM..-VEF..-NA

unterschiedlicheBedeutung von „-NA“

beachten

Typenzusatz „-NA“

X „gelistete Geräte“, weil:

X vollständige UL 489 – Approbation

X Zusatzqualifikation:UL 508 – Kalibrierungsprüfung

Beispiel:

E NZM..-ME..-NA

Typenzusatz „-CNA“

„Recognized Components“

vollständigeUL 489-Approbation

X Beispiele:

B.1 NZM..-S..-CNA

B.2 NZM..-SE..-CNA

bei Anwendung alsInverse Time Circuit Breaker

(für nichtmotorische Last)

vollständige UL 489-Approbation

bei Anwendung als Motor Protective Circuit Breaker

(für Motoren)

Zusatzqualifikation: UL 508- Kalibrierungsprüfung

GenerelleEinschränkungen für

„Recognized Components” beachten.

Zusatzbedingung: Kombi nation mit Schütz und Motorschutzrelais in einem „Listed Assembly“

Zusatzbedingung: Kombination mit Schütz für

typische Motorstarter Anwen-dungen in Erwägung ziehen

Neue

Approbationsvariante

Bild 23: Approbationswege und mögliche Anwendungen der neuen Schalter NZM..2-ME…-NA. Während der „normale“ Leistungsschalter für den Anlagen-schutz vorgesehen ist, können diese Schalter durch ihre zusätzliche Qualifikation jetzt auch für den Motorschutz eingesetzt werden.

Die Geräte haben einstellbare elektronische Schnellauslö-ser für den Kurzschlussschutz, einstellbare elektronische Weitbereichs auslöser für den Motor-Überlastschutz 51. Die

51 Die Überlastauslöser werden zusätzlich, in Übereinstimmung mit UL 508 und CSA-C22.2 No. 14-05, wie Motorschutzrelais kalibriert.

einstellbare Auslöseklasse ermöglicht die Anpassung an das Hochlaufverhalten von unterschiedlichen Motoren und von unterschiedlichen Lastenarten die von den Motoren angetrie-ben werden. Die Schalter besitzen unterschiedliche Schaltver-mögen in kA und ihre Hilfsschalter können zum Schalten von Steuerstromkreisen verwendet werden.

23

Durch die übliche Kombination mit einem nachgeschalte-ten Schütz, entsprechend der Auswahlseite im Katalog, erhält man einen „Type C Combination Motor Starter“, bei dem das Schütz als „Motor Controller“ den Motorstrom mit hoher zuläs-siger Schalthäufigkeit und mit hoher Lebensdauer betriebs-mäßig schaltet und führt und der NZM als Schutzorgan dient. Für diese „Type C Combination Motor Starters“ gelten dann die HP Ratings, die auf den Schützen und auf der Katalogseite angegeben werden. Diese Kombinationen bilden „2-Kompo-nenten-Motorstarter“, die gegenüber den in Amerika üblichen „3-Komponenten Motorstartern“ den Platzbedarf, die Kom-ponenten- und Verarbeitungskosten, sowie die Strom-/Wär-meverluste reduzieren. Diese Reduzierungen sind besonders vorteilhaft bei kompakten Bauformen von Schaltanlagen, wie in MCC-Einschüben. Durch die Einführung der 2-Komponen-ten-Motorstarter kann in IEC/EN- und in NA-Schaltanlagen das gleiche Montageplatten-Layout realisiert werden. Das ist ein weiterer Schritt in Richtung „Weltmarkt-Schaltanlage“.

Motorschutz-Leistungsschalter NZM…-ME…-NA können, zusammen mit einem Schütz, in Motorstromkreisen bis zum für die Kombination angegebenen Schaltvermögen ohne zusätzli-ches Kurzschlussschutzorgan eingesetzt werden. Sie decken den Strombereich von 45 … 200 A, mit lediglich 3 Typen pro angebotenem Schaltvermögen ab (Tabelle 11). Die Schalter sind „100 % rated“, das bedeutet, dass, wie bei Motorschutz-schaltern, der gesamte Strombereich genutzt werden kann. Die Einstellbereiche überlappen mit den Zwei-Komponenten-Motor-startern bis 52 A, die mit den Type F Versionen der Schutz-schalter PKZM0 oder PKZM4 gebildet werden. Es gibt jetzt also die wirtschaftlichen Zwei-Komponenten-Motorstarter durch-gängig bis 200 A oder 150 HP/480 V. Dadurch können nun weit über 95 % aller Motoren so effizient geschaltet und geschützt werden.

Leistungsschalter ohne Überlastschutz, NZM..-S(E)..-CNA

Diese Geräte sind in Nordamerika Leistungsschalter (Instanta-neous-Trip Circuit Breakers nach UL 489 und CSA-C22.2 No.

5-09) und sie werden vorwiegend in Motorstarter-Einschubver-teilern (MCC), in Steuerungen und in gekapselten Einzelstar-tern eingesetzt. Sie haben lediglich Nennstromangaben in A und, wenn sie mit Hilfsschaltern bestückt sind, Angaben über ihre Gebrauchsart als Steuergeräte (Pilot Duties). Sie besitzen alleine kein Schaltvermögen.

Die Geräte besitzen einstellbare magnetische oder elektroni-sche Schnellauslöser für den Kurzschlussschutz, keine Überlast-auslöser und sie können zum Schalten von Motorstromkreisen und ihre Hilfsschalter zum Schalten von Steuerstromkreisen ver-wendet werden. Die Schalter können in Branch Circuits, sowie als Branch Circuit Protective Devices ausschließlich für einzelne Motorabgänge eingesetzt werden. Die Schalter übernehmen den Kurzschlussschutz ausschließlich in Motorstromkreisen (Tabelle 7). Die Schalter können über optionale Arbeitsstrom- oder Unterspannungsauslöser ausgelöst oder mit optionalen Fernantrieben ein- und ausgeschaltet werden.

Leistungsschalter NZM..-S(E)..-CNA können nach UL lediglich eine Approbation als Recognized Components erlangen. Sie werden nicht als Einzelgeräte eingesetzt, sondern sie müssen stets mit einem nachgeschalteten Schütz und Motorschutzre-lais zu einem „Combination Motor Starter“ kombiniert werden, bei dem das Schütz den Motorstrom betriebsmäßig schal-tet und führt, das Motorschutzrelais als Überlastschutzorgan und der Leistungsschalter als Kurzschlussschutzorgan dienen. In Nordamerika sind es „Motorstarter nach Construction Type D“ (Bild 22). Diese Kombinationen ermöglichen, als Zusatz-nutzen, die getrennte Anzeige einer Auslösung wegen Über-last über die Hilfsschalter des Motorschutzrelais oder einer Kurzschluss auslösung über die Hilfsschalter des Leistungs-schalters. In Nordamerika werden solche Kombinationen in Motorstarterverteilern (MCC), in Industrial Control Panels nach UL 508A/NFPA79 und als Einzelstarter in separaten Gehäusen eingesetzt. Elektronische Motorschutzrelais ermöglichen einen variablen Schutz von Motoren auch bei schweren Anlaufbedin-gungen. Für schwere Anlaufbedingungen, werden solche Kom-binationen auch in IEC/EN-Schaltanlagen eingesetzt.

Tabelle 11: Die neuen Leistungsschalter entsprechen sowohl UL489 und CSA-C22.2 No. 5-09, als auch den IEC-Bestimmungen IEC/EN 60947-2. Durch die zusätzliche Motorschutzcharakteristik (Kalibrierung) nach UL508, CSA-C22.2 No.14-05 ist jetzt der Einsatz in Motorschaltkreisen mit einem Schütz möglich. Dadurch kann das bisher zusätzlich notwendige Motorschutzrelais entfallen. Durch die Trägheitsgradeinstellung tr, kann die Überlastkennlinie in Schritten, zwischen 2 - 20 sec bei 6 x Ir, verschoben werden und damit dem Anlaufverhalten des Motors bzw. der angetriebenen Last angepasst werden.

Leistungsschalter für den Motorschutz, Motor Protective Circuit Breakers!

3-polig · einstellbare elektronische Überlastauslöser · Trägheitsgradeinstellung für Überlastauslöser · einstellbare, unverzögerte Kurzschlussauslöser · 100 % rated · Anschlussschrauben serienmäßig · Anschlussklemmen als Zusatzausrüstung

Einstellbereiche Motorleistung mit Schütz

passendes Leistungs-schütz

Schalter mit Normalem Schalt-vermögenTyp

SCC85 kA 240 V35 kA 480 V

Schalter mit Hohem Schalt-vermögenTyp

SCC150 kA 240 V100 kA 480 V

Überlast-auslöser

unverzögerter Kurzschlussauslöser

ln = lu[A]

lr[A]

li[A]

li230 V240 VHP

460 V480 VHP

90 45 - 90 90 - 1260 2 …14 x ln 20-2530

405060

DILM50DILM65DILM80DILM80

NZMN2-ME90-NA NZMH2-ME90-NA

140 70 - 140 140 - 1960 2 …14 x ln 4050

75100

DILM95DILM115

NZMN2-ME140-NA NZMH2-ME140-NA

200 100 - 200 200 - 2800 2 …14 x ln -6075

125-150

DILM150DILM185DILM225

NZMN2-ME200-NA NZMH2-ME200-NA

24

Für die Schalter alleine wird kein Kurzschlussschaltvermögen angegeben. An Einbaustellen mit Kurzschlussströmen bis zu dem für den kompletten „Combination Motor Starter“ ange-gebenen Schaltvermögen können sie ohne zusätzliches, vor-geschaltetes Kurzschlussschutzorgan eingesetzt werden. Eine Auswahltabelle findet man im Kapitel „Motorstarter“ im Kata-log.

Leistungsschalter NZM...A(E)…-NA, NZM…A(E)F…-NA,

NZM…VE…-NA, NZM…V(E)F…-NA

Diese Geräte sind in Nordamerika Leistungsschalter (Inverse Time Molded Case Circuit Breakers nach UL 489 und CSA-C22.2 No. 5-09) 52. Sie sind dort die typischen Schalter für die Energieverteilung, können jedoch auch in Motorstartervertei-lungen (MCC) und Steuerungen eingesetzt werden (Tabelle 7). Alle Varianten der Schalter der Baugrößen NZM..1…-NA, NZM..2…-NA 53 und NZM..3..-NA sind als Strombegren-zer (für Current Limiting) approbiert und auf dem Leistungs-schild gekennzeichnet. Die Schalter sind baugrößenabhängig für unterschiedliche maximale Nennspannungen approbiert. Einige Typen/Baugrößen sind nur in Netzen mit Slash Volta-ges, also bei geerdetem Sternpunkt einsetzbar. Die Schalter haben Nennstromangaben in A, Angaben über gestaffelte Kurz-schlussschaltvermögen in kA und, wenn sie mit Hilfsschaltern bestückt sind, Angaben über Gebrauchsart als Steuergeräte (Pilot Duties).

Die Geräte haben einstellbare magnetische oder elektronische Schnellauslöser für den Kurzschlussschutz und auf einen fes-ten Stromwert eingestellte oder aber einstellbare Bimetallaus-löser oder elektronische Auslöser für den Überlastschutz in nicht motorischen Abgangsstromkreisen. Einige Typen besit-zen zusätzliche Kurzschlussauslöser mit einstellbarer Verzöge-rungszeit. Diese Auslöser ermöglichen die Realisierung einer zeitlich gestaffelten Selektivität oder einer Anlaufüberbrückung. Leistungsschalter können auch als Kurzschlussschutzorgan und zum Schalten von Motorstromkreisen 54, ihre Hilfsschalter zum Schalten von Steuerstromkreisen verwendet werden. An Ein-baustellen mit Kurzschlussströmen bis zu ihrem Schaltvermö-gen können sie ohne vorgeschaltetes Kurzschlussschutzorgan eingesetzt werden. Die hier angesprochenen Leistungsschalter können immer universell in Feeder Circuits und/oder in Branch Circuits, sowie auch als Branch Circuit Protective Devices, an der Grenze zwischen Feeder Circuits und Branch Circuits einge-setzt werden (Tabelle 5).

Sie sind in Hauptstrom-Abgängen mit nicht-motorischer Last oder in Einspeisungen als Hauptschalter einsetzbar. Für das Schalten und Schützen von Motoren müssen sie mit weite-ren Geräten kombiniert werden 55. Der Buchstabe „E“ im Typ kennzeichnet bei Eatons Moeller® series Schaltervarianten mit elektronischen Auslösern. Der Buchstabe „V“ kennzeichnet Schaltervariaten mit elektronischen Auslösern und mit einstell-baren, verzögerbaren Auslösezeiten (NZM..-VE(F)…-NA). Die Schalter können mit optionalen Arbeitsstrom- oder Unterspan-nungsauslösern ausgelöst werden oder mit optionalen Fernan-trieben ein- und ausgeschaltet werden. In Nordamerika werden häufig Leistungsschalter mit fest eingestellten Überlastauslö-sern eingesetzt, um Leitungen kleiner zu dimensionieren. Als Beispiel sollen 150 A im Stromkreis fließen. Wenn der ein-stellbare Schalter einen Nennstrom von 250 A hat, muss er in

52 Die Bezeichnung „Inverse Time“ wird üblicherweise weggelassen. Damit wird ausgedrückt, dass die Auslösezeit umgekehrt proportional zum Strom ist.

53 außer NZM..2-ME…-NA54 in Verbindung mit einem Motorschutzrelais55 siehe Absatz „Motorstarter für größere Motorleistungen“

Nordamerika für 250 A (für den maximal einstellbaren Strom) verdrahtet werden. Ein fest auf 150 A eingestellter Schalter muss lediglich für 150 A verdrahtet werden. Zumindest bei gro-ßen Strömen und langen Leitungen kann diese Anwendung auch in der IEC/EN-Welt interessant sein.

Für die Schalter steht ein sehr umfangreiches Sortiment an Zusatzausrüstungen zur Verfügung. Fast alle Zusatzausrüstun-gen sind approbiert (siehe deutliche Hinweise im Hauptkatalog) und dieses Sortiment enthält eine Vielzahl von Komponen-ten, die speziell für den nordamerikanischen Markt entwickelt wurden. Über die Standards hinausgehend werden dadurch nordamerikanische Markt- und Handhabungsgewohnheiten berücksichtigt und abgedeckt. Besondere Schwerpunkte der Zusatzausrüstungen für die Leistungsschalter und Molded Case Switches sind bei Eaton die Vielzahl der Betätigungsmöglichkei-ten für die Schalter und die praxisorientierte und sehr variable, austauschbare Anschlusstechnik. Einige Zusatzausrüstungen müssen zwangsweise für den nordamerikanischen Markt ver-wendet werden, um die großen Luft- und Kriechstrecken sicher-zustellen. Es sind auch Anweisungen in den Aufstellungs- und Wartungsanweisungen (AWA’s) zu beachten. Schalter bis zur Baugröße 3 können als Einspeise- oder Abgangsschalter mit Sammelschienenadaptern auf das Sammelschienensystem SASY 60i aufgebaut werden. Die sehr hohe Flexiblität des Leis-tungsschalter-Sortiments von Eaton war für den nordamerika-nischen Markt zunächst ungewohnt und die Komplexität des Systems erschwerte zunächst das Approbationsverfahren. Inzwischen werden besonders die Spezialitäten für den nord-amerikanischen Markt, auch aufgrund der Kompetenz von Eaton in Nordamerika, von den Exporteuren und Endkunden sehr gut angenommen. Sie ermöglichen es Eaton eine herausragende Position in diesem wichtigen Marktsegment einzunehmen.

Leistungsschalter PKZM4- …-CB

Aus dem Motorschutzschalter PKZM4 wurde ein vollwerti-ger Leistungsschalter nach UL 489 abgeleitet. Der Schalter ist etwas größer als die Motorschutzschalter-Varianten des PKZM4, weil diese Leistungsschalter-Variante an den eingangs- und ausgangsseitigen Hauptstromanschlüssen große Luft- und Kriechstrecken aufweisen müssen (Bild 24). Der Schalter ist als Abgangsschalter / Branch Circuit Protective Device einsetzbar.

Ziel der Entwicklung war es, Leistungsschalter für kleinere Nennströme, als dies bei den Leistungsschaltern NZM möglich ist, mit hohem Schaltvermögen und geringem Volumen anzu-bieten. Diese Schalter stehen bezüglich des Schaltver mögens im Wettbewerb mit den Leistungsschaltern FAZ…-NA(-RT), die ebenfalls kleine Ströme schalten und schützen, die aber lediglich ein geringes Schaltvermögen beherrschen. Eine Not-wendigkeit für diese Schutzschalter ergibt sich dadurch, dass nichtmotorische Lasten nur mit Schmelzsicherungen oder mit Leistungsschaltern geschützt werden dürfen. Diese Las-ten besitzen häufig nur kleine Nennströme. Das gilt auch für den Schutz von Frequenzumrichtern, obwohl auch bei dieser Anwendung die Last im Endeffekt ein Motor ist. Exporteure bevorzugen, wie es auch Eaton empfiehlt, den Einsatz von Leis-tungsschaltern und ähnlichen schmelzsicherungslosen Lösun-gen. In typisch nordamerikanischen Anlagen werden relativ viele Schmelzsicherungen eingesetzt, obwohl in Nordamerika der Standard NFPA 70E 56 sehr aufwändige Sicherheitsmaßnah-men für den Austausch von defekten Schmelzsicherungen vor-schreibt.

56 NFPA 70E, “Standard for Electrical Safety in the Workplace”, US-Standard für die elektrische Sicherheit am Arbeitsplatz

25

Lasttrennschalter N, PN

Die von den Leistungsschaltern NZM abgeleiteten Lasttrenn-schalter N, PN, die sich im IEC/EN Markt bestens bewährt haben, wurden für den nordamerikanischen Markt, den Markt-gewohnheiten folgend, durch die nachfolgend beschriebenen, Molded Case Switches NS…-NA ersetzt.

Molded Case Switches NS…-NA

Molded Case Switches NS…-NA, nach UL 489 und CSA-C22.2 No. 5-09, sind die typischen nordamerikanischen Lasttrennschalter. Sie sind dort hauptsächlich in Energievertei-lungsanlagen eingesetzt, sie können jedoch auch in Motorstar-terverteilungen (MCC) und Steuerungen, z.B. als Hauptschalter, eingesetzt werden. Die Schalter weisen die gleiche Bauform, wie die Leistungsschalter gleicher Nennstromstärke auf. Es werden die gleichen Zusatzausrüstungen verwendet. Sie haben Nennstromangaben in A, Angaben über ihr Kurzschlussschalt-vermögen in kA und, wenn sie mit Hilfsschaltern bestückt sind, Angaben über Gebrauchsart als Steuergeräte (Pilot Duties).

Die Geräte haben fest eingestellte Kurzschlussschnellauslö-ser und keine Überlastauslöser. Die Kurzschlussschnellauslö-ser dienen aber ausschließlich dem Eigenschutz der Schalter. Sie können nicht den Kurzschlussschutz für nachgeordnete Schalt- und Schutzgeräte übernehmen. Ihre Hilfsschalter kön-nen zum Schalten von Steuerstromkreisen verwendet werden. An Einbaustellen mit Kurzschlussströmen bis zu ihrem Schalt-vermögen können die Molded Case Switches NS...-NA ohne weiteres vorgeschaltetes Kurzschlussschutzorgan eingesetzt werden. Die Schalter können mit optionalen Arbeitsstrom- oder Unterspannungsauslösern ausgelöst werden oder mit optio-nalen Fernantrieben ein- und ausgeschaltet werden. Nach den nordamerikanischen Standards sind diese Schalter Lasttrenn-schalter, nach IEC/EN sind es jedoch Leistungsschalter der Kategorie CBI-X 57. Bei den Molded Case Switches NS…-NA ist bei einer Störungssuche zu beachten, dass sie eine Ausgelöst-

57 Leistungsschalter der Kategorie CBI-X sind Leistungsschalter ohne Überlast-auslöser. Nach IEC/EN dürfen Lasttrennschalter keine stromabhängigen Aus-löser besitzen.

Stellung besitzen, die bei Leistungstrennern sonst nicht vor-handen ist. Nach einer Auslösung ist ein Reset der Schalter notwendig (ausschalten und wieder einschalten).

Strombegrenzung (Current Limiting)

Die Strombegrenzung ist ein Merkmal moderner Leistungs-schalter, die die Kurzschlussströme sehr schnell unterbrechen, sowie ein Merkmal einiger amerikanischer Schmelzsicherungs-arten. Durch speziell entwickelte Kontaktapparate unterbrechen strombegrenzende Leistungsschalter die Kurzschlussströme automatisch, bevor das Schaltschloss reagieren kann. Ein Kurz-schlussstrom wird unterbrochen, lange bevor er sein Maxi-mum erreicht. Man spricht von der dynamischen Abhebung der Kontakte durch magnetische Kraftfelder um die stromführen-den Teile des Kontaktapparats (Bild 25). Man erreicht durch das schnelle Unterbrechen der Kurzschlussströme sehr stark redu-zierte Durchlassströme und Durchlassenergien, die die dyna-mische Beanspruchung der gesamten Installation hinter dem strombegrenzenden Schalter ebenfalls sehr stark reduzieren (Bild 26).

Nach IEC/EN müssen die hinter einem Strombegrenzer ange-ordneten Schalt- und Schutzgeräte nur noch für diese redu-zierten Durchlasswerte dimensioniert werden. Nach den nordamerikanischen Standards kann der Strombegrenzungsef-fekt in Industrial Control Panels for Machinery, nach UL 508A Part 2 und NFPA 79 nur teilweise genutzt werden. Die UL 508A erwähnt im Anhang SB, bei der Ermittlung des Overall Short Circuit Current Ratings (SCCR), zwar diese strombegrenzenden Schutzorgane, verlangt aber, dass alle Branch Circuit Protective Devices (BCPD) 58 hinter dem strombegrenzenden Schutzorgan mindestens das gleiche Schaltvermögen besitzen müssen wie der Strombegrenzer selbst. Damit wird der physikalische Effekt praktisch ignoriert und die Anlagen werden dadurch unnötig teuer. Tatsächlich wird natürlich die gesamte Installation hin-ter dem Strombegrenzer im Störungsfall stark entlastet. Für die Dimensionierung von andersartigen Betriebsmitteln im Schalt-schrank, die in Richtung der Verbraucher hinter dem BCPD angeordnet sind 59, kann dann wieder mit den Durchlasswerten des Strombegrenzers gerechnet werden.

Eaton bietet alle Leistungsschalter der Moeller® series der Baugrößen NZM1…-NA, NZM2…-NA 60 und NZM3…-NA, sowie die kleinen Leistungsschalter FAZ..-NA, FAZ...-RT als Strombe-grenzer an. Sie wurden entsprechend konstruiert, approbiert und auf dem Leistungsschild gekennzeichnet.

Die Leistungsschalter NZM4…-NA besitzen einfach unterbre-chende Kontaktapparate, die für eine Stromselektivität opti-miert sind. Für die Selektivität werden für größere Ströme, in höheren Energieverteilungsebenen und für den kurzschlussfer-neren Einbau Kontakte benötigt, die möglichst lange geschlos-sen bleiben. Hierfür ist der sogenannte 1-Sekunden-Strom ein wichtiges Kriterium (IEC/EN). Diese Schalter auf den höheren Ebenen der Energieverteilung sollen möglichst nicht anspre-chen, sondern schnelle Schalter auf den unteren Ebenen sollen die Kurzschlüsse entstehungsnah unterbrechen (Bild 27). Das ist das grobe Prinzip der Selektivtät. Man unterstützt die Selek-tivtät auf den höheren Ebenen durch Leistungsschalter mit ein-stellbaren Verzögerungszeiten. Die Anforderungen von Seiten der Selektivität schließen den Effekt der Strombegrenzung auf den oberen Netzebenen aus.

58 Schutzschalter der einzelnen Lastabgänge59 z.B. Schütze, Frequenzumrichter60 außer NZM..2-ME…-NA

Motorschutzschalter PKZM4

Leistungsschalter PKZM4-CB

Bild 24: Aus dem Motorschutzschalter PKZM4 (links) entstand der Leis-tungsschalter PKZM4-…-CB (rechts). Die Pfeile zeigen auf die fest montier-ten Klemmenabdeckungen zur Vergrößerungen der Luft- und Kriechstrecken im Anschlussbereich.

26

Kennlinien zur Ermittlung von Durchlassströmen bei Leistungsschal-tern NZM2 mit dem Ausschalt vermögenH = Hoch.

Es wird im Beispiel von einem Kurz-schlussstrom Icc von 40 kA eff. an der Einbaustelle aus-gegangen.

Der Durchlass strom im 480-V-Netz beträgt dann 20 kA peak.

Alle Komponenten hinter diesem Schalter müssen nach IEC/EN nur noch Kurzschlussströme von 20 kA beherrschen. In Industrial Control Panels for Machinery nach UL 508A und NFPA 79 kann dieser physikalische Effekt nur eingeschränkt genutzt werden .

Reihenschaltung von Schutzschaltern, Back-up-Schutz

(Series Rating)

Wenn nach den IEC/EN-Normen das Schaltvermögen eines Schutzschalters, für den bei konkreten Anwendungsfällen möglichen Kurzschlussstrom nicht ausreicht, schaltet man vor dieses Schutzorgan ein weiteres Schutzorgan mit einem höhe-ren Schaltvermögen. Zusammen beherrschen diese in Reihe geschalteten Schutzschalter die Beanspruchungen durch die größeren Kurzschlussströme. Wenn dieses zusätzliche Schutz-organ eine Gruppe von schwachen Schutzorganen schützt/unterstützt, spricht man von einem Gruppenschutz.

Nach den nordamerikanischen Standards ist dieses Zusammen-wirken von mehreren Schutzorganen in Energieverteilungs-anlagen (Distribution Equipment) ebenfalls zulässig. Innerhalb

der hier besonders betrachteten Industrial Control Panels for Machinery (ICP) nach UL 508A und NFPA 79, ist keine Reihen-schaltung von Leistungsschaltern oder von Sicherungen oder von beiden Arten zulässig, wenn die Reihenschaltung der Erhö-hung des Schaltvermögens dienen soll. Die in der IEC/EN-Welt beliebten Leistungsschalter FAZ…-NA oder FAZ…RT besitzen nennstromabhängig ein Schaltvermögen von 10 oder 14 kA. Diese Schalter werden gerne in ICP’s eingesetzt. Es besteht nach den nordamerikanischen Standards aber z. Z. keine Mög-lichkeit diese Schaltvermögen durch ein Vorschaltschutzorgan (Leistungsschalter oder Sicherungen) zu erhöhen. Ein Leis-tungsschalter muss im ICP das notwendige Schaltvermögen immer alleine sicherstellen. Natürlich können zwei Leistungs-schalter als Hauptschalter und als Abgangsschalter in Reihe geschaltet werden, aber dadurch erhöht sich nicht das Schalt-vermögen. Das Schaltvermögen aller eingesetzten Schutz-organe muss immer gleich oder größer sein, als der an der Einbaustelle zu erwartende Kurzschlussstrom.

Betätigungsorgane für Leistungsschalter und Molded Case

Switches

Die Betätigungsorgane der vorgestellten Schalter, die in Schalt-anlagen für Maschinen eingesetzt werden, stehen z. Z. im besonderen Focus der Inspektoren. Es geht dabei speziell um die Betätigung von Hauptschaltern mit Türkupplungsdrehgrif-fen und um die Türverriegelungen. Über die durchaus komple-xen Anforderungen wird hier kurz informiert. Es gibt auch einen ausführlicheren Fachaufsatz zu diesem Thema 61.

Die nordamerikanischen Standards UL 508A, Part 2, Control Panels for Industrial Machinery 62 und NFPA 79 63 (Bild 28) ver-langen, dass die Betätigungsorgane von Hauptschaltern (Netz-trenneinrichtungen) 64 immer mit diesen Schaltern verbunden sind, damit die Schalter jederzeit und unabhängig von der Stel-lung der Schaltschranktüre betätigt werden können. Zusätzlich

61 VER1230-966, „Hauptschalter mit Drehgriffen konform mit NFPA 79 und UL 508A einsetzen“

62 UL 508A, UL Standard for Industrial Control Panels63 NFPA 79, Electrical Standard for Industrial Machinery, vom Thema her ver-

gleichbar mit IEC/EN 60204-164 Supply Circuit Disconnecting (Isolating) Means

1

Schaltgeräte mit strombegrenzender Wirkung. Wie wirkt die Strombegrenzung?

Um stromdurchflossene Lei-ter bilden sich Kraftfelder, die sich bei einer Stromschleife mit entgegengesetzter Stromfluss-richtung abstoßen. Dieser dyna-mische, physikalische Effekt wird

bei strombegrenzenden Schalt-geräten genutzt.Prinzipdarstellung eines strombe-grenzenden Kontaktsystems. Die abstoßende Kraft ist etwa F ~ I2.a = bewegliches Schaltstück

Bild 25: Parallele, vom Strom durchflossene Leiter erzeugen abstoßende Kräfte. Bei hohen Kurzschlussströmen führt dieser Effekt zu dynamischen Abhebungen (Öffnen der Kontakte ohne Schaltbefehl). Das gilt auch für moderne Rotationskontakte.

3

6

4

20

108

100

60

200

40

80

1 6 5 108 15 20 41 32 100 15030

[kA]DÎ

5040 8060

NZMH2-VE(VEF)...-NA

480 V

600 V

240 V

2 I cc

[kA]Icc eff

Bild 26: Die Kennlinie für den Durchlassstrom zeigt die Wirkung der Strom-begrenzung. Von einem möglichen Kurzschlussstrom Icc von 40 kA werden im Beispiel maximal 20 kA durchgelassen. Bitte beachten: Icc wird als Effek-tivwert dargestellt, ÎD wird als Spitzenwert, Peak, dargestellt. Die Strombe-grenzung ist von der Höhe der Spannung abhängig.

A

S1

S2

S3

S4

S5

S3S4S5

B

C

D

2h100

40

250A 1000A 2000A

10

10

40

4

1

1

4

400

10

50ms

50ms40

100

1

4

I[A]

CC

tv

100 200 400 1000 2000 4000 10000 20000

S3

S4

S5

High Voltage

Low Voltage

Min

utes

M

illi-S

econ

ds

Seco

nds

Bild 27: Beispiel für einen kaskadenförmigen Netzaufbau in der Energiever-teilung und weniger zutreffend für Maschinensteuerungen. Die Schalter in den verschiedenen Netzebenen sollen selektiv abschalten. Dies lässt sich mit einer Zeitselektivität realisieren. Der Schalter der untersten Ebene (im Beispiel S 5) besitzt unverzögerte Kurzschlussstromauslöser, alle vorge-schalteten Schalter sind um 50 ms, 100 ms usw. kurzzeitverzögert.

27

muss die Betätigung (Einschaltung) der Schalter durch Schlös-ser zu verhindern sein. Weiter wird gefordert, dass der/die Hauptschalter immer nur eingeschaltet werden kann/können, wenn alle Schaltschranktüren geschlossen sind und dass alle Türen mit dem/den Schalter(n) so mechanisch und/oder elek-trisch verriegelt sind, dass sich die Türen bei eingeschaltetem Hauptschalter nicht öffnen lassen 65.

Eine einfache, elektrische Verriegelung, die den Hauptschalter beim Öffnen von Türen über die Aktivierung eines Spannungs-auslösers auslöst, ist zu vermeiden, da sie zu kritischen oder gefährlichen Situationen für das Personal und die Anlage füh-ren kann 66. Für Fachleute ist es zulässig, die Türverriegelung vorübergehend mittels eines „defeat mechanism“ aufzuhe-ben 67, um Fehler zu suchen. Fehler kann man häufig lediglich unter Spannung feststellen. Wenn zum Beseitigen von Feh-lern umfangreichere Maßnahmen erforderlich sind, sollte die Anlage während der notwendigen Arbeiten dann aber abge-schaltet werden.

Um eine ständige Verbindung zwischen Betätigungsorganen und Schaltern sicherzustellen, werden in Nordamerika vor-zugsweise Hauptschalter mit Hebelantrieben („Side moun-ted Handles“, „Flange mounted Handles“) eingesetzt. Diese Schalthebel sind entweder direkt seitlich an die Schalter ange-baut oder es besteht eine flexible Verbindung zwischen Hebel und Schalter mittels eines Bowdenzugs (Bowden Cable). Die typisch nordamerikanischen Schaltschränke besitzen auf der Frontseite, neben der Schaltschranktür, einen feststehenden, über die Schrankhöhe reichenden Flansch, in den der Hebel eingebaut wird (Bild 29). So sind der Hebel und der Schalter auch bei geöffneter Tür verbunden und zu betätigen. Von die-sem Flansch wird die nordamerikanische Bezeichnung „Flange mounted Handle“ abgeleitet. Der Hebel wird zusätzlich mittels eines Gestänges mit einer mechanischen Verriegelung an allen Schranktüren verbunden. Eaton bietet Hebelgriffe 68 mit Stan-dard-Bohrbild und mit verschieden langen Bowdenzügen im

65 In Nordamerika sind elektrische Schalt- und Schutzgeräte, sowie passive elek-trische Baugruppen nicht grundsätzlich berührungssicher gestaltet.

66 die Stopp-Kategorien nach IEC/EN und NFPA 79 sind zu beachten.67 „defeat mechanism“ = unwirksam machen, üblicherweise mit einem Werk-

zeug (Schraubendreher).68 z.B. NZM-XSHGVR12-NA, plus weitere Teile

Katalog an (Bild 30). Diese Hebelgriffe erfüllen nicht das Krite-rium der Bedienteilfestigkeit nach der IEC/EN 60947 69. Deshalb dürfen sie nur in Nordamerika eingesetzt werden und sie sind nicht mit einem CE-Zeichen markiert. Schaltanlagenbauer, die nach IEC/EN-Normen arbeiten, setzen diese Betätigungsorgane und die Sonderschaltschränke überwiegend nur auf ausdrückli-chen Kundenwunsch hin ein.

In Energieverteilungsanlagen werden Schalter eher selten betä-tigt. Deshalb setzt man dort häufig Schalter mit den kostenop-timierten Kipphebelantrieben ein. In Export-Maschinen- und Anlagen-Steuerungen 70 werden bevorzugt Schalter mit Drehan-trieben eingesetzt. Für Hauptschalter verwendet man meistens Türkupplungsdrehgriffe mit hoher Schutzart, damit man diese Schalter jederzeit, auch bei geschlossener Schranktür, betäti-gen kann. Bei offener Schaltschranktür befindet sich der Griff auf der Außenseite der weggeschwenkten Schranktür und der Schalter kann ohne ein Werkzeug nicht betätigt werden.

Eaton hat schon seit vielen Jahren einen sehr preiswerten Griff angeboten, der auf die Schalterachse montiert werden konnte, da die Betätigung des Schalters bei offener Tür auch gelegent-lich in der IEC/EN-Welt diskutiert wurde. Eine neue Lösung, die die höheren Anforderungen, die durch den Begriff „delibe-rate action“ 71 in den gültigen Standards entstanden sind, bil-det jetzt ein aufwändigerer Zusatzgriff 72. Dieser neue Griff wird als Hauptschalterbausatz geliefert. Er ist Teil der im Schrank befindlichen Schalterachse. Der neue Zusatzgriff verhindert ein unbedachtes Einschalten der Spannungsversorgung dadurch, dass ein Fachmann, bei der Lösung von Eaton, den Griff zum Einschalten bei offenen Schaltschranktüren, zunächst um ca. 20 ° drehen muss und ihn dann gleichzeitig drücken und drehen muss, bis der Schalter eingeschaltet ist (Bild 31). Ausschalten kann man den Schalter ohne besondere Maßnahmen. Diese bewusst und zusätzlich durchgeführte Kombination aus Drehen und Drücken bildet die verlangte „deliberate action“.

Mit dieser einzigartigen Lösung bietet Eaton auf dem europäi-schen Markt deutliche Wettbewerbsvorteile. Die hohe Schutz-art 73 der Türkupplungsgriffe und der Schränke bleibt erhalten und der Schalter kann trotzdem komfortabel und konform mit den Standards betätigt werden. Der Schalter besitzt mit dem approbierten Zusatzgriff zwei Betätigungsorgane, zwei Schalt-stellungsanzeigen und zwei Abschließmöglichkeiten, jeweils

69 Die Handhabe eines (künstlich) verschweißten Schalters darf sich nicht in die OFF-Position bringen lassen und sich dort erst recht nicht abschließen lassen.

70 Industrial Control Panels nach UL 508A und NFPA 7971 Deliberate action = zusätzliche, bewusste Handlung72 z.B. NZM…-XHB-…-NA73 Schutzart = Degree of Protection, ein wichtiger Gesichtspunkt bei der Appro-

bation von Schaltanlagen

Industrial Machinery…. ….

….….

NEC (NFPA 70)

Part 1:General Use Panels

Part 2:Specific Use Panels

NFPA 79

Führende Normfür Maschinen

Art. 65 … 67Industrial

Machinery

Industrial Machinery

Türverriegelung, Unabhängigkeit von Türstellung,

„Deliberate Action“

und weitere Anforderungen

Anforderungen an die Ausführung der kompl. E-Technik an der Maschine

Anforderungen an die E-Technik im Schaltschrank

Ausführung von Industrial Control Panelsnach UL 508A

MaschinenausrüstungNEC Art. 670

Applikationen:

in UL 508A und NFPA 79

nur in NFPA 79

Bild 28: Zusammenhänge zwischen den Normen NFPA 70 (NEC), NFPA 79 und UL 508A für die Ausrüstung von Industrial Control Panels. Es gibt unter-schiedliche Arten von Industrial Control Panels. An die Panels für Industrial Machinery (Maschinensteuerungen) werden die höchsten Anforderungen gestellt, z. B. bezüglich der Türverriegelungen und der Betätigung von Hauptschaltern bei geöffneten Schrank türen.

Bild 29: Typisch amerikanischer Schaltschrank mit einem Steg neben der Tür und einem Ausschnitt im Steg für den „Vertical Motion Handle“.

28

einmal zur Handhabung bei geschlossenen Türen und einmal wirksam bei offenen Türen. Diese Griffe sind auch für Schaltan-lagen nach IEC/EN zu empfehlen, da die beschriebene Proble-matik auch außerhalb Nordamerikas besteht.

Wenn ein Schaltschrank lediglich eine einzige Türe besitzt, kann diese Türe direkt mechanisch über den Türkupplungsdreh-griff mit dem Schalter verriegelt werden. Diese rein mechani-sche Türverriegelung kann durch Fachleute mit einem „Defeat mechanism“ umgangen werden 74.

Beim Einsatz von Schaltern mit Türkupplungsdrehgriffen und mehreren Schranktüren ist eine mechanische Verriegelung aller Türen nicht praktikabel. Ersatzweise wird eine elektrische Türverriegelung erforderlich. Die elektrische Türverriegelung darf durch Fachleute ebenfalls umgangen/überlistet werden. Sie muss, nach dem Schließen einer beliebigen letzten Tür, selbsttätig wieder wirksam werden. Für die elektrische Türver-riegelung setzen unsere Kunden mittlerweile, vorzugsweise Positionsschalter mit mechanischer Türzuhaltung ein, statt ein-facher Positionsschalter, die lediglich durch die Türe betätigt werden. Diese Lösung mit den Türzuhaltungen kommt einer voll mechanischen Türverriegelung näher und sie bietet eine hohe Sicherheit.

Türkupplungsdrehgriffe für Nordamerika

Bei den Türkupplungsdrehgriffen NZM..-XTVDV.. für NZM und NS…-NA, für den vorwiegenden Einsatz außerhalb Nordameri-kas lässt sich die mit dem Griff mechanisch verriegelte Schalt-schranktür öffnen, wenn sich der Griff und der Schalter in der Stellung „AUS“ / „OFF“ befinden. Bei der NA-Ausführung die-ser Griffe NZM..-XTVDV..-NA lässt sich die verriegelte Schrank-tür in der Stellung „AUS“ / „OFF“ noch nicht öffnen, sondern der Griff muss über die Stellung „AUS“ / „OFF“ hinaus gedreht werden, um die Tür öffnen zu können (Bild 32). Das ist eine nordamerikanische Marktgewohnheit. Beide Arten von Tür-kupplungsdrehgriffen sind approbiert.

74 Betätigung einer Schraube am Griff mittels Schraubendreher

Bild 30: Der „Vertical Motion Handle“ (rechts), stellt den typisch amerikanischen Hauptschaltergriff dar, der über den Bowdenzug, unabhängig von der Stel-lung der Schaltschranktür, immer mit dem Schalter verbunden bleibt. Der flexible Bowdenzug wird häufig in Industrial Control Panels eingesetzt. Der Griff wird zusätzlich mit einer mechanischen Türverriegelung verbunden.

TRIP ON

OFF

3

1 2

Q20

°

TR

IP

OFF

ON

Q20

°

1

Beispiel: Zusatzgriff für Schalter der Baugröße 2

Der Bügel ermöglicht das Abschließen des Schalters in der AUS-Stellung, bei offener Schaltschranktür

Zusatzgriff mit Schaltstellungs-anzeige für die Betätigung des Schalters bei offener Schalt-schranktür.

Ende der Schaltachse im Schaltschrank. Die Achse endet mit der gezeigten Kupplung. Die Kupplung verbindet die Achse mit dem Tür-kupplungs-Drehgriff in der Schaltschranktür.

Bild 31: Der neue Zusatzgriff NZM…-XHB-DA(R)-NA, für Schalter der Baugröße 2, benötigt zum Einschalten des Schalters, bei offener Schalt-schranktür, eine zusätzliche, bewusste Handlung (Deliberate Action). Die bewusste Handlung setzt sich aus 3 Bewegungsabläufen zusammen.1. Der Griff wird um ca. 20° gedreht.2. Der Griff wird in der 20°-Stellung gedrückt.3. Der Griff wird im gedrückten Zustand weiter bis in die EIN (ON)-Stellung gedreht.Der eingeschaltete Schalter kann jederzeit, ohne besondere Maßnahmen, wieder ausgeschaltet werden. Der Schalter kann in der AUS-Stellung am Drehantrieb mit bis zu 3 Bügelschlössern abgeschlossen werden. Wenn der Griff beim Einschalten nicht gleichzeitig gedrückt und gedreht wird, dreht er leer durch, bis zu einem spürbaren Anschlag. Der Schalter wird dadurch nicht eingeschaltet.

Leitungsschutzschalter FAZ

(Supplementary Protectors)

Diese Geräte sind in Nordamerika Industrieschaltgeräte und Schutzgeräte für lediglich einen zusätzlichen Schutz (Supple-

4 x

flexibler Bowdenzug zwischen Griff und Schalter

29

mentary Protectors nach UL 1077 und CSA- C22.2 No. 235) 75. Sie werden vorwiegend in Steuerungen eingesetzt. Sie kön-nen auch als zusätzliches Schutzorgan innerhalb von elektri-schen Geräten eingesetzt werden, deren Zuleitung bereits gegen Kurzschluss geschützt ist. Für die Schalter wird bei Eaton neben einem AC-Schaltvermögen auch ein approbier-tes DC-Schaltvermögen im Katalog und auf dem Leistungs-schild angegeben. Dadurch dürfen diese Schutzschalter auch in Gleichstromstromkreisen bis zu den angegebenen Spannungen eingesetzt werden.

Supplementary Protectors FAZ sind nach den UL-Regeln Recognized Components. Diese Art von Schutzschaltern ist dafür bekannt, dass sie häufig falsch eingesetzt werden. Sie besitzen fest eingestellte magnetische Schnellauslöser für den Kurzschlussschutz und auf einen festen Stromwert eingestellte Bimetallauslöser für den Überlastschutz. Eaton bietet die Sup-plementary Protectors mit unterschiedlichen IEC/EN-Auslö-sekennlinien an. Die Auswahl der Kennlinie erfolgt nach der Art der zu schützenden Last (nach bewährten IEC/EN-Gesichts-punkten).

Supplementary Protectors FAZ (Bild 33) sind besonders geeig-net für den schmelzsicherungslosen Schutz von Steuerstrom-kreisen auf der Sekundärseite von Steuertransformatoren. Die Schalter dürfen auch für den primärseitigen Schutz der Steu-ertransformatoren (Control Transformers) eingesetzt werden, aber nicht auf der Primärseite von Leistungstransformatoren (Power Transformers).

UL/CSA Leistungsschalter FAZ…-NA, FAZ…-RT

(Molded Case Circuit Breakers, MCCB)

Leistungsschalter FAZ…-NA und FAZ…-RT sind eine Weiter-entwicklung der Supplementary Protectors FAZ. Die Leistungs-schalter FAZ…-NA und FAZ…-RT besitzen im Anschlussbereich große Luft- und Kriechstrecken (Bild 33). Sie entsprechen als Molded Case Circuit Breaker (MCCB) den Standards UL 489 und CSA-C22.2 No. 5-09. Sie sind nach UL Standards „Listed Components und nach CSA „Certified Components“. Sie besit-zen fest eingestellte magnetische Schnellauslöser für den Kurz-

75 Schutzorgane für einen zusätzlichen Schutz (zusätzlich zu einem BCPD), z.B. Aufteilung von Stromkreisen hinter einem BCPD.

schlussschutz und auf einen festen Stromwert eingestellte Bimetallauslöser für den Überlastschutz. Die Schalter sind als Strombegrenzer (Current Limiting) approbiert und auf dem Leis-tungsschild gekennzeichnet. Sie verfügen über Nennstroman-gaben in A, Angaben über ihr Kurzschlussschaltvermögen in kA und, wenn sie mit Hilfsschaltern bestückt sind, Angaben über Gebrauchsart als Steuergeräte (Pilot Duties). Für die Schalter wird neben dem AC-Schaltvermögen auch ein DC-Schaltvermö-gen für einpolig 48 V und 2-polig 96 V angegeben 76.

Diese kleinen Leistungsschalter können als Protective Devices in Feeder Circuits, sowie in Branch Circuits eingesetzt wer-den. FAZ…-NA und FAZ…-RT dürfen bis 32 A Nennstrom aus-schließlich in starr geerdeten Sternnetzen, mit einer Slash Voltage von maximal 480Y/277V eingesetzt werden. FAZ…-NA und FAZ…-RT für Stromstärken > 32 A sind lediglich bis 240 VAC, unabhängig von Netzform und Erdung, einsetzbar. Der Typenzusatz „-RT“ steht für „Ring Tongue Termination“. Bei diesen Varianten können die Anschlussschrauben vollständig herausgedreht werden, um Ring-Kabelschuhe anzuschließen.

Die Leistungsschalter FAZ…-NA und FAZ…-RT werden in 1-poliger, 2- und 3-poliger Ausführung und mit den IEC/EN-Aus-lösekennlinien B, C und D angeboten. Die Auswahl der Kenn-linie erfolgt nach der Art der zu schützenden Last (nach IEC/EN-Gesichtspunkten). Es stehen Hilfsschalter, Spannungsaus-löser und Drehstromschienenblöcke als Zusatzausrüstungen mit großen Luft- und Kriechstrecken zur Verfügung.

Approbation von Schalt- und Schutzgeräten für den Ein-

satz in Nordamerika

In Nordamerika hat man lange Zeit ausschließlich Komplettge-räte entwickelt, approbiert und eingesetzt, die vom Hersteller unveränderbar produziert wurden. Für die in Europa übliche Pra-xis, dem Kunden die Möglichkeit zu geben, an Geräten, im Rah-men eines flexiblen Bausteinsystem, nachträglich Hilfsschalter, Unterspannungsauslöser, Arbeitsstromauslöser und weiteres Zubehör anzubauen, kann jetzt auch die entsprechende UL- und CSA-Approbation erteilt werden. Das gilt jetzt sogar für Verän-derungen im Hauptstrombereich, wie z.B. bei unterschiedlichen Varianten der Hauptstrom-Anschlusstechnik. Diese Verände-rungen sind als kritisch anzusehen, weil die großen Luft- und Kriechstrecken bei jeder Kombination sicherzustellen sind. Die zulässigen Varianten müssen natürlich beschrieben, getestet und approbiert sein. Zugelassene, alternative Anschlussblöcke müssen auf dem Schalter-Leistungsschild angegeben wer-

76 Weitere approbierte Varianten für einpolig 125 VDC und zweipolig 250 VDC, auf Anfrage

Nordamerika-Ausführung

IEC-Ausführung

Schaltstellungen

„Ein“ „Ausgelöst“ „Aus“ „Aus“

IEC-Tür: „verriegelt oder „nicht nicht verriegelt“ verriegelt“

NA-Tür: „verriegelt“ „nicht verriegelt“

Kunst-stoff-schraube für das Aufheben der Tür-verriege-lung„Defeat mecha-nism“

Bild 32: Türkupplungsdrehgriffe besitzen bei den IEC-Typen 3 Stellungen und 4 Stellungen bei den Nordamerika-Ausführungen. Bei den Griffen der Nordamerika-Ausführungen lässt sich die Schaltschranktür erst öffnen, wenn man den Griff über die AUS-Stellung hinaus dreht. An dieser Stelle steht auf dem Griff das Wort „Reset“. Das Wort „Reset“ weist darauf hin, dass man den Griff nach einer Auslösung zunächst in die Stellung AUS brin-gen muss, um ihn anschließend wieder einschalten zu können.

FAZ..-... FAZ..-..-NA

Bild 33: Aus dem „normalen“, europäischen Leitungsschutzschalter bzw. dem nordamerikanischen Supplementary Protector FAZ, nach UL 1077 und CSA- C22.2 No. 235, entstand durch die Vergrößerung der Luft- und Kriech-strecken der kleine Leistungsschalter/ Molded Case Circuit Breaker (MCCB) FAZ..-…-NA, nach UL 489 und CSA C22.2 No. 5-09.

30

den. Die Montageanleitung muss beachtet werden und es dür-fen keine Teile weggelassen werden, nur weil man ihren Sinn und Zweck nicht sofort erkennt. Diese Teile verhindern bei star-ken Kurzschlüssen über die Luft- und Kriechstrecken Querkurz-schlüsse zwischen den Phasen und zusätzlich verbessern sie die Berührungssicherheit.

Durch die seit vielen Jahren weltweit bewährte Baustein-methode 77 ist es möglich, bei Schützen, Leistungsschaltern, Motorschutzschaltern, Positionsschaltern und Befehlsgeräten den Einsatzbereich der Geräte durch Anbau von Zusatzfunktio-nen auf eine wirtschaftliche Weise zu erweitern, Lagervorräte bei Hersteller und Verarbeiter zu minimieren und schneller opti-male Lösungen bereitzustellen.

Den in den technischen Daten zu den Geräten und auf den Leistungsschildern angegebenen Kennzahlen und Arten der Schaltleistung für Hilfsschalter sind die standardisierten Dau-erströme und Schaltleistungen für AC und DC nach den Standards zugeordnet. Diese „Pilot Duties“ werden in der Tabelle 12 „Hilfsschalter in Wechsel- und in Gleichstrom-kreisen“ dargestellt. Hilfsschalter der Geräte von Eaton sind vorwiegend für „Heavy Pilot Duty“, bei einigen Geräten für „Standard Pilot Duty“ approbiert. Detailangaben hierzu sind den technischen Daten zu den Gerätegruppen zu entnehmen. Bei manchen Geräten enthält das Leistungsschild für die Hilfs-schalter eine Angabe wie z.B. „600 V, same polarity“ (600 V, gleiche Polarität). Sie bedeutet, dass nebeneinander liegende

77 Bei Moeller seit 1984, bei Befehls- und Meldegeräte, Schützen, etwas später bei Motorschutzschaltern

Hilfskontakte des gleichen Hilfsschalterbausteins oder eines Schalterblocks nur an die gleiche Steuerspannungsquelle mit gleichem Potenzial angeschlossen werden dürfen.

Sicherungsunterteile und Schmelzsicherungen

1) Im Sinne einer schmelzsicherungslosen Projektierung ist der Einsatz von Motorschutzschaltern und Leistungsschaltern, unter Beachtung der vorher bei diesen Produkten genannten Auswahlkriterien, dem Einsatz von Schmelzsicherungen aus folgenden Gründen vorzuziehen:

a) In Nordamerika dürfen ausschließlich nordamerikanische Sicherungsarten bestimmungsgemäß eingesetzt wer-den (es werden grundsätzlich keine IEC/EN-Sicherungen akzeptiert).

b) Sicherungsunterteile für einige nordamerikanische Siche-rungsarten, z.B. Class R, sind sehr groß und nehmen in Steuerungen viel Platz ein. Wenn man Sicherungen, Schütze und Motorschutzrelais untereinander anordnet, sind die Platzverhältnisse nicht optimal.

c) Ein Leistungsschalter NZM beinhaltet in einem Gerät die Funktionen Trennen des Stromkreises, Kurzschluss-schutz, Überlastschutz und Fehlersignalisierung und er ist wesentlich preiswerter und kleiner als die Kombinationen Sicherungsunterteil + Sicherungen + Bimetallrelais.

d) Teilweise können in Sicherungsunterteile falsche Siche-rungselemente eingesetzt werden. Neben den Siche-rungsträgern muss ein Schildchen angebracht werden, dem man die Kennwerte der einzusetzenden Sicherungs-elemente entnehmen kann.

Tabelle 12: Hilfsschalter in Wechsel- und in Gleichstromkreisen

Einteilung

Wechselspannung

Kurzzeichenbei Nennspannung von maximal

Thermischer Dauerstrom

Schaltvermögen

600 V 300 V 150 V A

Nenn-spannung V

Ein-schalten A

Aus-schalten A

Ein-schalten VA

Aus-schalten VA

Heavy Duty A600A600A600A600B600B600B600B600

A300A300--B300B300--

A150---B150---

101010105555

120240480600120240480600

6030151230157,56

631,51,231,50,750,6

72007200720072003800380038003800

720720720720360360360360

Standard Duty C600C600C600C600--

C300C300--D300D300

C150---D150-

2,52,52,52,511

120240480600120240

157,53,7533,61,8

1,50,750,3750,30,60,3

1800180018001800432432

1801801801807272

Gleichspannung

Heavy Duty N600N600N600

N300N300-

N150--

101010

125250301 - 600

2,21,10,4

2,21,10,4

275275275

275275275

Standard Duty P600P600P600Q600Q600Q600

P300P300P300Q300Q300-

P150--Q150--

5552,52,52,5

125250301 - 600125250301 - 600

1,10,550,20,550,270,10

1,10,550,20,550,270,10

138138138696969

138138138696969

---

R300R300-

R150--

11-

125250301 - 600

0,220,11-

0,220,11-

2828-

2828-

31

e) Exporteure klagen über lange Lieferzeiten und hohe Preise für amerikanische Schmelzsicherungen beim Ein-kauf in Europa.

Allerdings muss man auch erwähnen, dass Schmelzsiche-rungen den Strom schneller unterbrechen können, da nur ein Sicherungselement durchbrennen muss und weil keine mecha-nischen Teile bewegt werden müssen. Das kann teilweise zu günstigeren Short Circuit Current Ratings (SCCR) führen.

2) Durch eine schmelzsicherungslose Projektierung werden Ersatzteilprobleme beim Mitliefern oder Auswechseln von Sicherungen vermieden. Wenn Sicherungen verwendet wer-den müssen, empfehlen wir, für deren Auswahl folgende Regeln zu beachten:

a) Die nordamerikanischen Sicherungen sind nach Baugrö-ßen, Schaltvermögen und Strom-Zeit-Charakteristiken in Klassen eingeteilt. Sie werden nach unterschiedlichen Teilen der UL 248-… entwickelt und produziert. Die Tabelle 13 gibt eine grobe Übersicht.

b) Motorstromkreise: bei Verwendung von trägen Sicherungen 78: Nennstrom

der max. Vorschaltsicherung = 1,75 x Motornennstrom, bzw. nächst höherer Sicherungs-Nennstrom (max. 2,25 x Motornennstrom).

bei Verwendung von flinken Sicherungen 79: Nennstrom der max. Vorschaltsicherung = 3 x Motornennstrom bzw.

78 „dual element time delay fuses“ oder „time delay fuses“79 „non-time delay fuses“

nächst höherer Sicherungsnennstrom (max. 4 x Motor-nennstrom).

c) Stromkreise mit nichtmotorischen Verbrauchern: Für diese Verbraucher sind Vorschaltsicherungen nach den Herstellerangaben der Verbraucher zu wählen. Diese Regelung gilt auch für Frequenzumrichter, obwohl hinter den Frequenzumrichtern Motoren eingesetzt werden. In diesen Fällen gelten die Frequenzumrichter als Verbrau-cher.

d) Schaltgeräte:Für Schaltgeräte, die Vorschaltsicherungen für den eige-nen Kurzschlussschutz benötigen, sind diese den techni-schen Daten im Katalog bzw. auf den Leistungsschildern der Geräte zu entnehmen. Für den Kurzschlussschutz der Kombinationen „Eaton Schütz + Überstromrelais“ sind die max. Vorschaltsicherungen dem Katalog zu entneh-men.

Um sowohl den einwandfreien Motoranlauf, als auch den Kurz-schlussschutz aller in einem Stromkreis befindlichen Geräte sicherzustellen, ist die kleinste nach den Kriterien 2b), 2c) und 2d) verlangte Vorschaltsicherung zu wählen. In Bezug auf das Short Circuit Current Rating (SCCR) können schnelle Schmelz-sicherungen manchmal gegenüber Schutzschaltern Vorteile bieten.

Nockenschalter T, Lasttrennschalter P 1 und P 3

Diese Schalter sind in Nordamerika Industrieschaltgeräte (Industrial Control Equipment nach UL 508 und CSA-C22.2 No. 14-05). Die Lasttrennschalter P1 und P3 sind 3-polig und besit-

Tabelle 13: Auswahl und Anwendung von Schmelzsicherungen, die für Feeder und Branch Cicuits in Nordamerika geeignet sind.

Auswahl und Anwendung von Sicherungen, die für Stromkreise (Feeder and Branch Circuits) in Nordamerika geeignet sind

Typ bzw. Bauform in:

UL/CSAVorschriften

Auslöse-charak-teristik

SCCR z.Z. üblicheWerte in A

Anwendungsgebiete Hinweise

USA Kanada

Class H„Code“

Class H No. 59„Code“

UL248-6/7C22.2 248-6/7

flink 10 kA / 250 V AC 0…600 vorwiegend im Haushalt Typen H, K und No. 59 „Code“ passen in die gleichen Unterteile und sind daher verwechselbar. Siehe Hinweis unter Class K.

10 kA / 600 V AC

Class CC Class CC UL248-4/C22.2 248-4

flinkträge

200 kA / 300 V AC 0,5…30 flink:

Schutz von ohmschen und indukti-ven Lasten.

Stromkreise für Heizung, Beleuch-tung, Ein-speisungen und Abgänge für gemischte Lasten.

träge:

Schutz von induktiven und stark induktiven Lasten.

Stromkreise für Motoren, Transforma-toren, Beleuchtung usw.

Extrem kompakte Bauweise! Strombegrenzend nach UL/CSA!

Class G Class G UL248-5/C22.2 248-5

flinkträge

100 kA / 480 V AC 21…60 Kompakte Bauweise! Strombe-grenzend nach UL/CSA! Alle ande-ren Typen passen nicht in diese Unterteile.

100 kA / 600 V AC 0,5…20

Class J Class JHRCI-J

UL248-8/C22.2 248-8

flinkträge

200 kA / 600 V AC 1…600

Class KK1, K5

Class KK1, K5

UL248-9/C22.2 248-9

flinkträge

50 kA, 100 kA,200 kA / 600 V AC

0…600 Nicht-strombegrenzend nach UL/CSA! In NA werden deshalb die Typen K mehr und mehr von den Typen RK abgelöst. Strombegrenzend nach UL/CSA! Alle anderen Typen passen nicht in diese Unterteile.

Class L Class L UL248-10/C22.2 248-10

flinkträge

200 kA / 600 V AC 601…6000

Class RRK1, RK5

Class RHRCI-RRK1, RK5

UL248-12/C22.2 248-12

flinkträge

50 kA, 100 kA,200 kA / 600 V AC

0…600 Strombegrenzend nach UL/CSA! Typen RK1, RK5 und HRCI-R pas-sen in die gleichen Unterteile, alle anderen Sicherungs-Typen passen nicht in diese Unterteile. RK1 Sicherungen haben geringere Durchlasswerte als RK5.

Class T Class T UL248-15/C22.2 248-15

flink 200 kA / 300 V AC200 kA / 600 V AC

0…1200 - Extrem kompakte Bauweise! Strombegrenzend nach UL/CSA! Alle anderen Typen passen nicht in diese Unterteile.

Die Angaben der Auslösecharakteristiken und die ihnen zugeordneten Anwendungsgebiete sind als eine Grobübersicht zu werten. Im Einzelfall ist es empfehlenswert diese Angaben, als auch die des gewünschten Sicherungstyps bzw. der Bauform vom nordamerikanischen Endkunden zu erfragen. Die NA-Sicherungstypen sind zum großen Teil ebenfalls für DC- Stromkreise nach UL und CSA geprüft und geeignet.

32

zen zwei Schaltstellungen (Bild 34). Sie werden vorwiegend in Steuerungen und als Einzelgeräte in Motorstromkreisen ein-gesetzt. Sie haben Leistungsangaben in HP (PS), Nennstrom-angaben in A und, wenn sie mit Hilfsschaltern bestückt sind, Angaben über ihre Gebrauchsart als Steuergeräte (Pilot Duties). Die Schalter verfügen über kein Kurzschlussschaltvermögen und keine Überstromschutzfunktionen, sie müssen als Motor Disconnect Switches durch Schmelzsicherungen geschützt werden. Die Geräte können zum Schalten von Motorstrom-kreisen und anderen Hauptstromkreisen, ihre Hilfsschalter zum Schalten von Steuerstromkreisen, verwendet werden. Die Nockenschalter T können mit bis zu 11 Baueinheiten 80 und auch mit mehr als zwei Schaltstellungen hergestellt werden. Sie werden überwiegend als Steuerschalter, z.B. als Betriebs-artwahlschalter, Messgeräte-Umschalter usw. eingesetzt. Sie besitzen Leistungsangaben in HP (PS) und sie können ebenfalls in Motorstromkreisen eingesetzt werden.

Als vor Ort installierte Lasttrennschalter können die vorste-hend beschriebenen Geräte nach UL 508 eingesetzt werden, wenn es im Schaltschrank ein Branch Circuit Protective Device (BCPD) gibt und wenn die Schalter zusätzlich nach UL 508 und CSA-C22.2 No. 14-05 als „Motor Disconnects“ bewertet und auf dem Leistungsschild gekennzeichnet sind. Schalter T und P von Eaton erfüllen diese Forderungen. Die Angaben zu den erforderlichen Vorschaltsicherungen sind dem Katalog oder den Leistungsschildern der Schalter zu entnehmen.

Softstarter DS7

Nach den nordamerikanischen Standards werden Softstar-ter, wie auch nach IEC/EN 60947, weitgehend wie Schütze betrachtet. Die Geräte werden nach UL 508 und CSA-C22.2 No. 14-05 entwickelt, geprüft und approbiert. Der Kurzschluss-schutz erfolgt durch Leistungsschalter oder Sicherungen. Der Motorschutz muss von einem Motorschutzrelais gewährleis-tet werden. Die Dimensionierung des Motorabgangs mit einem Softstarter wird durch die Auswahltabellen im Katalog unter-stützt.

80 11 Baueinheiten entsprechen 22 Kontakten

Die Softstarter DS7 von Eaton sind für eine maximale Betriebs-spannung von 480 V 50/60 Hz (Full Voltage) einsetzbar. Sie sind UL Listed und CSA Certified. Sie werden in Branch Cir-cuits eingesetzt. In der Praxis werden die Softstarter nach dem Hochlauf des Motors durch einen internen Bypass überbrückt. Dadurch wird die Verlustwärme reduziert und die Thyristoren werden entlastet. Etwaige Kurzschlussströme im Motorabgang fließen im Fehlerfall nicht über die Thyristoren, sondern über den Bypass. Das erhöht die Betriebssicherheit der Softstarter. Bei einigen Typen schalten die Softstarter in zwei Phasen und die 3.Phase wird ungeschaltet durchgeführt. Ein Wettbewerbs-vorteil der Softstarter von Eaton liegt darin, dass sie eine an die Schaltgeräte angepasste Anschlusstechnik besitzen. Bei Strö-men ab 41 A wird die gleiche Anschlusstechnik wie bei den Leistungsschaltern verwendet und es kann teilweise deren Zubehör genutzt werden.

Frequenzumrichter DC1 und DA1

Frequenzumrichter werden nach den nordamerikanischen Stan-dards UL 508C, CSA-C22.2 No.14-05 entwickelt, geprüft und approbiert (Bild 35). Der Kurzschlussschutz erfolgt durch Lei-tungsschalter oder Sicherungen. Ein Schutz mit Type E Motor Startern ist möglich, wenn dieser gemeinsam mit dem Fre-quenzumrichter geprüft und in der Approbationsakte dokumen-tiert wurde. Frequenzumrichter dürfen nur in Verbindung mit den geprüften und vom Hersteller zugeordneten Schutzorga-nen eingesetzt werden. Der Überlastschutz eines einzelnen, direkt angeschlossenen Motors kann direkt vom Frequenzum-richter übernommen werden. Bei Mehrmotorenantrieben (Kurz-schlussgruppenschutz) und bei Bypass-Schaltungen müssen die Motoren einzeln durch Motorschutzrelais gegen Überlast geschützt werden.

Die Frequenzumrichter werden in Branch Circuits eingesetzt. Sie dürfen mit dreiphasigen Nennspannungen von bis zu 480Y/277 V, 50/60 Hz, eingesetzt werden. Die Spannungsein-schränkung ergibt sich in diesem Fall durch die Schutzbeschal-tung, wegen der immer starr geerdete Stern-Netze mit einem Neutralleiter erforderlich sind. Eaton hat jetzt zwei völlig neue Reihen 3-phasiger Frequenzumrichter im Angebot. Sie wer-den als DC1 und DA1 bezeichnet. Die Reihe DC1 deckt den Bereich bis ca. 11 kW/400 V oder bis ca. 15 HP/480Y/277 V ab und die Reihe DA1 ist einsetzbar bis ca. 250 kW/400 V oder ca. 350 HP/480Y/277 V. Die Dimensionierung und Auswahl erfolgt nicht nach der Leistung sondern nach den Motorströmen.

Maßnahmen zur Funkentstörung (EMC) in frequenzgeregel-ten Antriebssystemen (PDS = Power Drive System) sind in den nordamerikanischen Standards noch nicht spezifiziert. Zur Gewährleistung eines störsicheren Betriebes wird beim Export einer Maschine oder Anlage nach Nordamerika empfohlen, die in der IEC/EN 81600-3 ausgewiesenen Maßnahmen zur EMC (EMV) durchzuführen.

easyRelay und MFD-Titan

Die elektronischen, programmierbaren Steuerrelais easyRe-lay und die Multi-Funktions-Displays MFD-Titan (Bild 36) besit-zen die kompletten Approbationen nach UL 508, sowie nach CSA-C22.2 No.142. Zusätzlich besitzen sie für den Einsatz in Kanada die CSA Approbation für den Einsatz in gefährdeten (EEx) Bereichen, (Class 1, Division. 2), nach CSA-C22.2 No. 213-M1987(R2008) 81 (Hazardous Locations).

81 Non-Incendive Electrical Equipment for Use in Class I, Division 2 Hazardous Locations

Bild 34: Nockenschalter T und Lasttrennschalter P 1 und P 3 sind Schaltge-räte nach UL 508, CSA-C22.2 No. 14-05. Sie dürfen z. B. als gekapselte vor-Ort Motor Disconnects eingesetzt werden, wenn der Lastabgang im Schaltschrank durch ein Branch Circuit Protective Device (Sicherungen als BCPD) geschützt ist. Ein Hauptschalter müsste der UL 489, CSA-C22.2 No. 5-09 entsprechen.

33

DC1

DA1

Alle technischen Angaben für den nordamerikanischen Markt werden im Katalog, in den Aufstellungsanweisungen (IL), sowie in den Handbüchern, auch in den in Nordamerika üblichen Ein-heiten, wie inch, lb, ° F, dargestellt. Die Leistungsdaten der Ausgangsrelais werden in den Pilot Duties B300, R300, make/ break, angegeben. Die Betriebsspannung 24 VDC ist auch in Nordamerika die übliche Spannung für elektronische Kompo-nenten und Systeme.

easyRelay und MFD-Titan werden in der Form „Kontaktplan“ (ladder diagram), programmiert. Die Software easySoft kann auch nordamerikanische ANSI-Schaltzeichen darstellen. Damit sind die Steuerrelais easyRelay und die Multi-Funktions-Dis-plays MFD-Titan als Steuerungskomponenten/-systeme absolut richtig für den nordamerikanischen Markt ausgerüstet.

Transformatoren und Drosseln

Eaton bietet ein umfangreiches Sortiment an Steuer- und Leis-tungstransformatoren (Control und Power Transformers) (Bild

37), sowie Netzteile für Industrieanwendungen (Power Sup-plies) mit Approbationen für den nordamerikanischen Markt an. Control und Power Transformers besitzen üblicherweise getrennte Primär- und Sekundär-Wicklungen. Es werden auch Anpasstransformatoren angeboten. Mit diesen Transformato-ren kann man z.B. in Kanada Maschinen statt mit der hohen Spannung von 600 V mit 480 V betreiben, weil für 600 V nicht alle üblichen Schalt- und Schutzgeräte zur Verfügung stehen. Mit Transformatoren mit getrennten Wicklungen kann man auf deren Sekundärseite für eine Maschine ein maschineninternes, geerdetes Sternnetz mit einer Slash-Voltage von z.B. 480Y/277 V erzeugen. Dann können moderne europäische Geräte ver-wendet werden, die nur an geerdeten Sternnetzen (z.B. Leis-tungsschalter FAZ…-NA, UL 508 Type E Motor Starters, UL 508 Type F Motor Starters, kleinere Leistungsschalter NZM..-..-NA) eingesetzt werden dürfen. Bei Maschinen mit größeren Leistungen können Transformatoren für die gesamte instal-lierte Maschinenleistung zu kostspielig sein. Dann besteht u. U. die Möglichkeit einzelne Teile der elektrischen Maschinen-ausrüstung, für die man Geräte für Slash-Voltages benötigt, zu

separieren und die Spannung für diese Bereiche über Transfor-matoren bereitzustellen.

Schutzarten für Gehäuse und Geräte, die in die

Oberflächen eingebaut werden. (Degree of Protection)

1) Die verbindlichen Anforderungen an die Konstruktion und Schutzart von Gehäusen werden für die USA im NEC = NFPA 70, in der UL 508(A) und in der UL 50(E) festgelegt. Für Kanada erfolgt die Festlegung in der CSA-22.2 No. 14-05 und in der CSA-C22.2 No. 94. Die Schutzarten wurden früher als NEMA Types und heute als inhaltlich identische UL/CSA Types angegeben. Die UL/CSA Types müssen drittzertifiziert werden, dadurch haben sie die NEMA Types weitgehend verdrängt. UL/CSA Types werden von vielen Inspektoren kompromisslos verlangt. Wenn Produkte mit den drittzer-tifizierten UL/CSA Types zur Verfügung stehen, sollte man diese Produkte bevorzugen.

Bild 35: Die neuen Frequenzumrichter-Reihen DC1 und DA1 sind als Welt-marktgeräte auch in Nordamerika einsetzbar.

Bild 36: Die approbierten Steuerrelais easy500 und easy700 bilden ein durchgängiges System mit einheitlicher Software und Bedienung: für intelli-gente Lösungen im Maschinen- und Apparatebau. Das approbierte MFD-Titan besticht durch sein attraktives Design und das monochrome, hintergrundbeleuchtete Display mit Tastatur. Und alles in der hohen Schutz-art IP 65 oder UL/CSA Type 4X, mit AC- oder DC-Spannungsversorgung.

Bild 37: Für den Export von Maschinen und Anlagen nach Nordamerika stellt Eaton ein umfangreiches Sortiment an approbierten Transformatoren, Drosseln und Netzgeräten zur Verfügung. Neben der Spannungsanpassung lassen sich Transformatoren auch für die Änderung der Netzform einsetzen. Es können geerdete Sternnetze aufgebaut werden, um kompakte europäi-sche Schalt- und Schutzgeräte an Slash-Voltages zu betreiben.

nlagen nach Nordamerika

34

2) Die von Eaton angebotenen Gehäuse sind in der Anwen-dungspraxis in Nordamerika akzeptiert, da sie mit UL/CSA Types approbiert sind und die Anforderungen des Berüh-rungsschutzes, des Korrosionsschutzes und des Schutzes gegen Eindringen von Festkörpern und Flüssigkeiten erfül-len. Siehe die Angaben zu den realisierten Schutzarten auf den Auswahlseiten im Hauptkatalog Industrie, beziehungs-weise bei den technischen Daten zu den einzelnen Pro-duktgruppen im Katalog.

3) Die IP-Schutzarten für Gehäuse nach IEC/EN 60 529 [13] beinhalten den Schutz gegen Eindringen von Festkörpern und Wasser. Die vergleichbaren Vorschriften der USA und Kanadas enthalten darüber hinaus den Schutz gegen Eindrin-gen von Öl und Kühlflüssigkeiten und den Korrosionsschutz des Gehäuses und sie definieren so die zulässigen Aufstel-lungsorte. Die Tabelle 14 gibt eine Übersicht über die Anfor-derungen der USA und Kanadas und einen Vergleich zu den IP-Schutzarten. Die Tabelle stellt dabei englische/deutsche Begriffe im Zusammenhang mit den Schutzarten gegenüber. Die Bewertungskriterien der beiden Systeme zur Definition der Schutzarten sind nicht direkt vergleichbar.

4) Angaben zu IP-Schutzarten sind für den Einsatz in Nordame-rika ohne jede Bedeutung. Sie können auch nicht als Ersatz für fehlende Angaben über die NEMA/UL/CSA Types dienen. Es ist auch nicht zulässig, eine ungeprüfte UL/CSA Schutz-art nur mit dem Hinweis auf eine geprüfte IP-Schutzart zu ersetzen. Die NEMA/UL/CSA Typen decken die jeweiligen IP Werte ab, aber in umgekehrter Richtung ist das nicht der Fall.

5) Die Schutzart von Gehäusen muss auf dem Leistungsschild oder einem zusätzlichen Schild, vorzugsweise auf der Gehäu-seaußenseite angegeben werden.

Der Auswahl und Realisierung der richtigen Schutzart von Gehäusen und Einbauten muss beim Export nach Nordame-rika besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Das gilt auch, wenn keine Standardgehäuse eingesetzt werden, sondern wenn die Elektrokomponenten in Hohlräume des Maschinenkörpers eingebaut werden sollen. Die Inspektoren untersuchen die Einhaltung der Schutzarten erfahrungsgemäß sehr genau. Bei sehr vielen Anlagen kommt es zu Beanstan-dungen, die nachgebessert werden müssen. Dadurch ver-liert man Zeit und es entstehen zusätzliche Kosten. Man sollte zunächst Gehäuse mit der richtigen Schutzart auswählen. Mit jeder Öffnung die ein Gehäuse nachträglich erhält, wird die Schutzart des Gehäuses zunächst einmal infrage gestellt. Die Schutzart bleibt nur dann erhalten, wenn man jede dieser Öff-nungen zumindest wieder gleichwertig verschließt. Das kann z.B. durch den Einbau eines Befehlsgeräts oder von Schal-tergriffen mit gleicher oder höherer Schutzart erfolgen. Man muss auch alle Öffnungen verschließen, die man auf den ers-ten Blick nicht sieht, weil andere Teile den Blick verstellen. Meistens weiß der Verarbeiter genau, wo nicht 100 % rich-tig gearbeitet wurde. Wenn man hofft, dass das nicht auffällt, kann man große Probleme bekommen. Um die Abnahme zu bekommen, muss man später mit großem Aufwand nachbes-sern. Besonders aufwändig werden Nacharbeiten, wenn sie erst beim Endkunden durchgeführt werden und wenn Teile der Verdrahtung erneuert werden müssen. Auch hier ist wie-der zu beachten, dass diese Arbeiten häufig nicht durch den Hersteller erledigt werden dürfen, sondern dass die Arbei-ten nur von nordamerikanischen Firmen durchgeführt werden dürfen. Der Hersteller kann dann höchstens die Rolle eines Supervisors übernehmen. Die hier erwähnten Schutzarten gel-ten für normale Umgebungsbedingungen, ohne besondere Gefährdungen, z.B. in einer explosionsgefährdeten Umge-bung.

Tabelle 14: Grober Vergleich von IEC/EN-Schutzarten für Gehäuse mit Protection Degrees nach NEC, UL, CSA und NEMA

Schutzarten von Gehäusen nach NEC (NFPA 70), UL, CSA, NEMAUL/CSA Types decken vergleichbare IP ab, aber nicht umgekehrt. Kein direkter Vergleich möglich, da die Bewertungen zu unterschiedlich sind.

UL/CSA Type 1 allgemeine Verwendunggeneral purpose

Indoor use IP 20

UL/CSA Type 2 tropfdichtdrip-tight

Indoor use IP 22

UL/CSA Type 3 staubdicht, regendicht, beständig gegen Hagel und Eisdust-tight, rain-tight, sleet and ice resistant

Outdoor use IP 55

UL/CSA Type 3R regensicher, beständig gegen Hagel und Eisrain-proof, sleet and ice resistant

Outdoor use IP 24

UL/CSA Type 3S staubdicht, regendicht, beständig gegen Hagel und Eisdust-tight, rain-tight, sleet and ice resistant

Outdoor use IP 55

UL/CSA Type 4 staubdicht, wasserdicht, regendichtdust-tight, water-tight, rain-tight

Indoor or Outdoor use* IP 66

UL/CSA Type 4X staubdicht, wasserdicht, korrosionsbeständig, regendichtdust-tight, water-tight, corrosion resistant, rain-tight

Indoor or Outdoor use* IP 66

UL/CSA Type 5 tropfdicht, staubdichtdrip-tight, dust-tight

Indoor use IP 53

UL/CSA Type 6 staubdicht, wasserdicht, eintauchbar, beständig gegen Hagel und Eisdust-tight, water-tight, submersible, sleet and ice resistant

Indoor or Outdoor use* IP 67

UL/CSA Type 12 Verwendung in der Industrie, tropfdicht, staubdichtIndustrial purpose, drip-tight, dust-tight

Indoor use IP 54

UL/CSA Type 13 staubdicht, öldicht, tropfdichtdust-tight, oil-tight, drip-tight

Indoor use IP 54

* Markings und Herstellerangaben beachten!

35

Stahlblechgehäuse und Installationstechnik

Stahlblechgehäuse können für alle Arten von Steuerungen verwendet werden. Zur Leitungsverlegung werden in der nordamerikanischen Installationspraxis, hauptsächlich in der Energieverteilung, auch heute noch Metallrohre (Metal Con-duit) verwendet. In diese Rohre werden keine Kabel, son-dern Einzeladern eingezogen. Die durchgehend verschraubten Rohre bilden gleichzeitig den durchgehenden Erdleiter. Sie werden mit geeigneten Metallverschraubungen an die Gehäu-seflansche angeschlossen. Gehäuse mit Metall-Flanschen sorgen für die durchgehende leitende Verbindung zwischen ankommenden und abgehenden Rohren. Damit wird auch das Gehäuse in die Schutzmaßnahme Erdung einbezogen. Stahl-blechgehäuse mit Metallflanschen oder Kunststoffflanschen sind auch für die Verwendung von Kunststoffrohren (Plas-tic Conduit) und Kabel geeignet, die mit entsprechenden han-delsüblichen Verschraubungen angeschlossen werden. Bei dieser Installationsart muss die Schutzmaßnahme Erdung durch mitgeführte Erdleiter realisiert werden. Diese Verle-gungsart hat sich in vielen modernen Installationen durchge-setzt und sie wird heute, z.B. an Maschinen, bevorzugt. Bei Maschinen wird oft nur die Zuleitung zum Hauptschalter mit Metal-Conduits installiert. Man sollte unbedingt beachten, dass in Nordamerika die Installation sehr häufig von oben an die Schaltschränke heran und eingeführt wird. Für die Bele-gung/Befüllung von Kabelpritschen, Kabelkanälen, sowie Lei-tungskanälen in Schaltschränken sind Einschränkungen durch die Electrical Codes zu beachten. Die zulässige Befüllung liegt deutlich unter den nach IEC/EN gebräuchlichen Werten. Dieser Gesichtspunkt wird von den Inspektoren häufig kri-tisch untersucht. Man sollte speziell auf Stellen achten, an denen sich Leitungen/Kabel kreuzen. Wenn Kabelpritschen und Kabelkanäle am Gebäude befestigt werden, sind umfang-reiche Richtlinien der Electrical Codes zu beachten, deshalb wird empfohlen die Maschinenverkabelung an der Maschine/Anlage zu befestigen. Die konsequente Erdung aller Teile, die in das Erdungssystem einbezogen werden müssen, wird streng geprüft und es kommt sehr häufig zu Beanstandungen. Die notwendigen Querschnitte der Erdleiter müssen unbe-dingt eingehalten werden.

Wichtig ist auch der Schutz der Isolierungen von elektri-schen Leitungen an Stellen, wo die Leitungen durch Öffnun-gen geführt werden oder wenn Leitungen betriebsmäßig bewegt werden (z.B. Schleppleitungen). Kabel und Leitungen an Maschinen, die bei IEC/EN-Anlagen mechanisch geschützt werden oder die ölbeständig sein müssen, müssen natürlich auch für den Export nach Nordamerika gegen Beschädigungen geschützt werden. Kabel und Leitungen an Maschinen, sowie für die Leitungsführung und -befestigung eingesetztes Material muss approbiert sein und die Approbation muss nachweisbar sein (Rückverfolgbarkeit der Approbation). Unbedingt Installati-ons- und Dimensionierungsanweisungen der Electrical Codes einhalten.

Für die Verdrahtung innerhalb von Schaltschränken der Maschi-nen und Anlagen sind die Vorgaben der Standards UL 508A und NFPA 79 streng zu beachten. Dazu gehören z.B. die nordame-rikanischen Festlegungen für die Farben der Leiter, die Quer-schnitte in Form von AWG 82 bzw. kcmil 83, die vorgeschriebene Aderendbezeichnung oder die räumliche Trennung und Kenn-zeichnung bestimmter Sonderstromkreise. In Nordamerika ver-

82 AWG = American Wire Gauge83 kcmil = thousands of circular mils, z.B. 250.000 circular mils = 250 kcmil =

250 MCM

wendet man üblicherweise keine Aderendhülsen. Diese Hülsen können nach der derzeit unklaren Situation in den Standards für die Festlegung des Overall Short Circuit Current Rating der Schaltanlage problematisch sein.

Stahlblech-Wandgehäuse CS

Eaton verfügt über eine neue Gehäuseserie CS mit Approba-tionen für die USA und Kanada (Bild 38). Es stehen Wandge-häuse in 44 approbierten Gehäusegrößen mit Abmessungen von H 250 x B 200 x T 150 mm bis H 1200 x B 1000 x T 300 mm zur Verfügung. Die kleinen Gehäuse eignen sich gut für die Kapselung von Einzelgeräten bzw. kleinen Kombinationen, wie z.B. Motorstarterkombinationen, Frequenzumrichtern oder Softstartern mit den zusätzlich erforderlichen Komponen-ten. Die größeren Gehäuse sind für die Realisierung von klei-neren bis mittleren Maschinensteuerungen geeignet. Es ist empfehlenswert, auch die Gehäuse nach Möglichkeit an der Maschine zu befestigen, sofern nicht Schock- und Vibrations-beanspruchungen dagegen sprechen. Das bietet zusätzlich den Vorteil, dass die Maschine anschlussfertig und funktions-geprüft ausgeliefert werden kann. Wenn man die Gehäuse und die Installation am Gebäude befestigt sind die umfang-reichen Installationsrichtlinien der Electrical Codes zu berück-sichtigen. Die Gehäuse verfügen über die hohe Schutzart IP66 nach IEC/EN und die UL/CSA Types 1 und 12, indoor use only. Ein umlaufendes Regenrinnenprofil schützt gegen das Eindrin-gen von Flüssigkeiten, wie Wasser oder Öl, sowie Schmutz beim Öffnen der Tür. Eine Strukturlackierung im Pulverbe-schichtungsverfahren sorgt für einen abriebfesten Korrosi-onsschutz. Die Gehäuse verfügen über Montageplatten aus verzinktem Stahlblech. Stahlblech-Bodenplatten zur Selbst-konfektionierung sind im Lieferumfang enthalten. Zur Kabe-leinführung von oben oder unten kann das Gehäuse um 180° gedreht werden, der Türanschlag ist vor Ort einfach und schnell wechselbar.

Isolierstoffgehäuse CI-…-NA

Gehäuse vom Type CI-…-NA erfüllen die verbindlichen nord-amerikanischen Anforderungen an die Konstruktion und Schutz-art, die für die USA in der UL 508(A) und für Kanada in der CSA-C22.2 No. 14-05, enthalten sind. Alle erwähnten CI-Gehäu-setypen sind spezielle Ausführungen für den nordamerikani-schen Markt, gekennzeichnet mit dem Typenzusatz „-NA“. Dadurch sind sie für die Kapselung von Motorstartern bzw. von Kleinst- und Kleinsteuerungen für Maschinen und Anlagen geeignet. Durch ihre sehr gute Korrosionsbeständigkeit sind sie ideal geeignet für Anwendungsfälle mit feuchten bzw. aggres-siven Umgebungsbedingungen. Die Gehäuse sind sowohl für den Anschluss von Metallrohren (Metal conduits) als auch für den Anschluss von Kunststoffrohren (Plastic conduits) und Kabeln geeignet, die mit entsprechenden handelsüblichen Ver-schraubungen angeschlossen werden. Da die von Eaton pro-pagierte „Totalisolation“ (Schutzmaßnahme Isolierung) in USA und Kanada bei Isolierstoffgehäusen nicht anerkannt wird, muss die Schutzmaßnahme Erdung sichergestellt werden. Die Durchführung der Erdung der Gehäuse muss nach der beilie-genden Aufstellungsanweisung erfolgen.

Die CI-...-NA Gehäuse sind sowohl mit, als auch ohne Isolier-stoffflansche approbiert. Das Sortiment der Kleingehäuse CI-K, der größeren CI-Einzelgehäusetypen und der CI-Ver-teilergehäuse mit UL/CSA Approbation wird im Hauptkatalog dargestellt. Dort findet man auch die approbierten Zusatzaus-rüstungen.

36

Sammelschienensysteme SASY 60i

Kompakte Sammelschienensysteme (Busbar Systems) sind aus der IEC/EN-Welt und dem modernen Schaltanlagenbau nicht mehr wegzudenken. In Nordamerika sind sie noch rela-tiv neu. Dort werden zur Stromverteilung zu den Schalt- und Schutzgeräten noch sehr viele Power Distribution Blocks 84 eingesetzt, die im Rest der Welt weniger eingesetzt werden. Das Sammelschienensystem SASY 60i ist mittlerweile als UL Listed / CSA Certified Components approbiert. Das war ein wichtiger Schritt, da Listed Components für Field Wiring zulassen sind und auch nicht mehr kostenpflichtig in die Cer-tification Reports der Schaltanlagen aufgenommen werden müssen. In der nächsten Edition der UL 508A werden die Sammelschienen systeme konsequenterweise wohl auch in die „Component Requirements“ SA1, Table SA1.1, aufgenommen werden.

Zunächst konnten die Sammelschienen nur für maximale Belas-tungen von 1000 A/inch² oder 1,55 A/cm² approbiert werden. Das war etwa die Hälfte der zulässigen Belastbarkeit nach IEC/EN. Inzwischen wurden die Schienen mit der IEC/EN-Belast-barkeit geprüft und approbiert. Das war ein wichtiger Schritt für Maschinen- und Schaltanlagenbauer, die Weltmarkt-Maschi-nen (möglichst weitgehend) mit Weltmarkt-Schaltschränken bauen wollen. Eaton bietet das System SASY 60i für Ströme bis 1600 A, mit Flach- oder Profil-Kupferschienen, an. Es steht eine umfangreiche Produktpalette für die Bestückung der Sam-melschienen mit Einspeiseklemmen, Adaptern für Motorstarter oder Adaptern für Leistungsschalter zur Verfügung.

Beim Einbau der Sammelschienensysteme ist zwischen einem Einbau in Feeder Circuits oder in Branch Circuits zu unterschei-den (Bild 9). Die größeren Luft- und Kriechstrecken nach UL 508A, die in Amerika zu berücksichtigen sind, wurden bei den Komponenten konstruktiv berücksichtigt. In Feeder Circuits müssen z.B. die UL 508 Type F Motorstarter auf die Sammel-schienenadapter aufgebaut werden und es müssen speziell

84 Power Distribution Blocks sind Klemmblöcke bei denen auf einer Seite große Leiterquerschnitte und auf der anderen Seite mehrere kleinere Querschnitte zur Stromverteilung angeschlossen werden können.

approbierte Sammelschienenträger und eine Isolierstoff-Boden-platte eingesetzt werden. In Branch Circuits kommt man mit Komponenten mit kleineren Luft- und Kriechstrecken aus. Hier werden z.B. IEC/EN-Sammelschienenträger eingesetzt (Bild 39).

Zusammenfassung:

In diesem Aufsatz wurden Auszüge aus der Approbationsthe-matik und die unterschiedlichen Schalt- und Schutzgeräte von Eaton , in ihrer normalen Anwendung in Übereinstimmung mit den nordamerikanischen Codes und Standards vorgestellt. Zur Ausrüstung von Maschinen und Anlagen nach UL 508A und NFPA 79 bietet Eaton weitere Informationen in verschiede-nen Fachaufsätzen und auch in Seminaren. Dieser Aufsatz und weitere können das eigene Studium der nordamerikanischen Codes und Standards aber nicht ersetzen.

Es gibt immer wieder Exporteure, die meinen, die nordamerika-nischen Codes und Standards nicht voll einhalten zu müssen. Es kann wenige Ausnahmen geben, bei denen in Nordamerika eine Anlage nicht von einem lokalen Inspektor begutachtet wird oder dass noch viel seltener auf die Anwendung der nordame-rikanischen Codes und Standards verzichtet wird. Wenn man einen solchen Sonderfall erlebt hat, sollte man dies auf keinen Fall als den Normalfall ansehen. Die Electrical Codes sind mit nordamerikanischen Gesetzen gleichzustellen. Aus einer viel-leicht laschen Handhabung der Codes und Standards in einem Bundesstaat oder in einer Provinz darf auf keinen Fall auf eine gleichartige Handhabung an anderen Orten geschlossen wer-den. Eaton stellt die Komponenten für die strikte Einhaltung der Codes und Standards bereit und empfiehlt auch deren strikte Einhaltung. Die Veröffentlichungen von Eaton sollen bei der richtigen Projektierung helfen.

Im Gegenteil, es melden sich immer wieder Maschinen- und Schaltanlagenbauer, die ihre Erzeugnisse in Nordamerika nicht abgenommen bekommen und die verzweifelt nach Lösungen für ihre, zum Teil schweren Fehler suchen. Es können extreme Kosten, Zeit- und Imageverluste entstehen. Zum Teil dürfen Änderungen in Nordamerika nicht vom Maschinen- oder Schalt-anlagenhersteller durchgeführt werden, sondern die Arbeiten müssen durch nordamerikanische Firmen durchgeführt wer-den. Das macht die Situation dann nicht leichter.

Der Aufsatz hat lediglich die Aspekte beleuchtet, die die elekt-rotechnische Ausrüstung von Maschinen und Anlagen betref-fen. Es ist zu beachten, dass es zusätzlich Richtlinien gibt, die die mechanische Konstruktion, die Maschinensicherheit oder die Verfahrenstechnik betreffen. Maschinen für den Export nach Nordamerika sind in der Regel teurer, als nach IEC/EN-Standards erstellte Produkte. Es ist empfehlenswert die Ver-triebs-Kollegen des Unternehmens über die Besonderheiten bei diesen Export-Maschinen und Anlagen zu informieren, damit diese die höheren Preise argumentieren und durchsetzen können. Sie sollten auch über die Fragen, die schwer zu klären sind, die aber einen deutlichen Einfluss auf die Kosten haben können, wie z.B. die Netzform oder das notwendige Schaltver-mögen, unterrichtet sein, um bei der Klärung dieser wichtigen Fragen mitzuwirken.

Für Firmen, die nur selten den nordamerikanischen Markt belie-fern und die diese Geschäfte auch nicht ausbauen wollen, kann es günstiger sein, die elektrische Ausrüstung von einem erfahrenen Sub-Unternehmer planen und ausführen zu las-sen. Solche Firmen, Kunden von Eaton , projektieren IEC/EN-Anlagen nach nordamerikanischen Codes und Standards um

Bild 38: Industrie-Wand-Steuerungsgehäuse aus Stahlblech der Gehäusese-rie CS, mit Approbationen für die USA und Kanada. Von 250 x 200 x 150 mm bis 1200x1000x300 mm stehen 44 Gehäusegrößen zur Auswahl bereit. Die Gehäuse entsprechen bezüglich der Schutzart den UL/CSA Types 1 und 12, for indoor use only.

37

und sie dimensionieren und bauen Anlagen, die bereits am Herstellungsort abgenommen und mit einem Approbations-Label versehen werden. Eaton übernimmt selbst keinen Pro-jektierungsservice, weil wir nicht in Wettbewerb mit unseren Kunden treten wollen. Diese Geschäftspolitik wird von vielen Kunden begrüßt.

Der Aufsatz wurde nach bestem Wissen erstellt und sorgfältig geprüft. Es wurden die Produktsituation von Anfang 2013 und der Stand der Codes und Standards von Mitte 2012 berück-sichtigt. Verbindlich sind immer die Originale der nordameri-kanischen Codes und Standards und für die beschriebenen Produkte, der jeweils gültige Stand des Hauptkatalogs Indus-trie von Eaton (Bild 40), die Kennzeichnungen auf den Geräten, sowie die gültigen Approbationsakten von Eaton. Die Inspekto-

Bild 39: SASY 60i ist ein modulares Sammelschienen-System für die effektive Energieverteilung im Schaltschrank – sicher und platzsparend. Durch die zeit-sparende Schnellmontagetechnik lassen sich Einspeise- und Abgangsschalter sowie Motorstarter schnell und rationell montieren. Das Bild zeigt Bestü-ckungsbeispiele (IEC/EN)

ren richten sich in erster Linie nach den Kennzeichnungen auf den Geräten. Bei Veränderungen an den Geräten durch Kunden oder Betreiber erlöschen die Approbationen der Komponenten und u. U. der Anlage.

Der Aufsatz entstand dankenswerterweise mit der freundlichen und sachkundigen Unterstützung durch:

Herrn BA Phys. Andre R. FortinundHerrn Dipl.-Ing. Dieter ReißInstitute for InternationalProduct Safety GmbH, Bonnhttp://www.i2ps.de

Bild 40: Der Aufsatz entstand parallel zur Verbesserung der Informationen zum Export nach Nordamerika im Hauptkatalog Industrie.

38

Literatur:

[1a] „Schaltgeräte und Schaltanlagen für den Weltmarkt und für den Export nach Nordamerika“„Components and Systems suitable for World Markets and Export to North America”

Moeller GmbH, Bonn, 11/2006 Deutsch: VKF0211-563D, Article No. 110188 http://www.moeller.net/binary/vkf_salessupport/vkf563de.pdf Englisch: VKF0211-563GB, Article No. 110189 http://www.moeller.net/binary/vkf_salessupport/vkf563en.pdf

[1b] Dipl.-Ing. Wolfgang Esser „Motorstarter und „Special Purpose Ratings“ für den nord-

amerikanischen Markt“ „Motor starters and „Special Purpose Ratings“ for the North

American market” Moeller GmbH, Bonn, 04/2006 Deutsch: VER1200+2100-953D, Article No. 106648 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver953de.pdf Englisch: VER1200+2100-953GB, Article No. 106649 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver953en.pdf [1c] Dipl.-Ing. Wolfgang Esser „Sammelschienenadapter für die rationelle Motorstarter-

montage – jetzt auch für Nordamerika –„ „Busbar Component Adapters for modern industrial control

panels” Moeller GmbH, Bonn, 02/2007 Deutsch: VER4300-960D, Article No. 110774 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver960de.pdf Englisch: VER4300-960GB, Article No. 110775 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver960en.pdf

[1d] Dipl.-Ing. Wolfgang Esser „Besondere Bedingungen für den Einsatz von Motorschutz-

schaltern und Motorstartern in Nordamerika“ „Special considerations governing the application of Manual

Motor Controllers and Motor Starters in North America” Moeller GmbH, Bonn, 05/2008 Deutsch: VER1210+1280-928D, Article No. 267951 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver928de.pdf Englisch: VER1210+1280-928GB, Article No. 267952 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver928en.pdf

[1e] Dipl.-Ing. Wolfgang Esser „Schutz von Steuertransformatoren für den Einsatz in Nord-

amerika“ „Protection of Control Transformers for use in North Ame-

rica” Moeller GmbH, Bonn, 02/2007 Deutsch: VER1210-951D, Article No. 105221 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver951de.pdf Englisch: VER1210-951GB, Article No. 105222 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver951en.pdf

[1f] Dipl.-Ing. Wolfgang Esser „Hauptstromkreise sicher unterbrechen, mit Lasttrennschal-

tern N oder mit Molded Case Switches NS“ “Safe Isolation of Main Circuits with Switch-Disconnectors N

or with Molded Case Switches NS” Moeller GmbH, Bonn, 11/2007 Deutsch: VER1230-950D, Article No. 105223 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver950de.pdf Englisch: VER1230-950GB, Article No. 105224 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver950en.pdf

[1g] Dipl.-Ing. Wolfgang Esser „Exportrelevante Spannungsangaben und Netzformen in

Nordamerika“ „Export relevant voltage information and mains forms in

North America” Moeller GmbH, Bonn, 02/2008 Deutsch: VER4300-965de, Article No. 116834 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver965de.pdf Englisch: VER4300-965en, Article No. 116835 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver965en.pdf

[1h] Dipl.-Ing. Wolfgang Esser „Erfolgreicher nach Nordamerika exportieren – durch appro-

bierte Komponenten“ „Be more successful in exports to North America – With the

use of properly certified equipment”

Moeller GmbH, Bonn, 02/2008 Deutsch: VER4300-962de, Article No. 116836 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver962de.pdf Englisch: VER4300-962en, Article No. 116837 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver962en.pdf

[1i] Dipl.-Ing. Wolfgang Esser „Hauptschalter mit Drehgriffen konform mit NFPA 79 und UL

508A einsetzen“ „Supply circuit disconnecting means with rotary handles in

compliance with NFPA 79 and UL 508A” Moeller GmbH, Bonn, 07/2008 Deutsch: VER1230-966 de, Article No. 118892 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver966de.pdf Englisch: VER1230-966en, Article No. 118893 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver966en.pdf

[1j] Dipl.-Ing. Wolfgang Esser „2-Komponenten-Motorstarter für den Einsatz in Nordame-

rika“ „2-Component Combination Motor Controller solutions for

North America” Moeller GmbH, Bonn, 07/2008 Deutsch: VER1200+2100-967de, Article No. 118982 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver967de.pdf Englisch: VER1200+2100-967en, Article No. 118983 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver967en.pdf

[1k] Dipl.-Ing. Wolfgang Esser „Leistungsschalter für den Einsatz in Nordamerika“ „Molded case circuit breakers for applications in North Ame-

rica” Moeller GmbH, Bonn, 09/2008 Deutsch: VER1230-939de, Article No. 285780 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver939de.pdf Englisch: VER1230-939GB, Article No. 285781 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver939en.pdf

[1l] Dipl.-Ing. Wolfgang Esser „SCCR – Overall Panel Short Circuit Current Rating – gemäß

NEC und UL Standards –“ “SCCR – Overall Panel Short Circuit Current Rating – per NEC

and UL standards –“ Moeller GmbH, Bonn, 01/2007 Deutsch: VER0211-959D, Article No. 110101 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver959de.pdf Englisch: VER0211-959GB, Article No. 110102 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver959en.pdf [1m] Dipl.-Ing. Jörg Randermann „Frequenzumrichter auf dem nordamerikanischen Markt“ „AC Variable speed drive systems for the North American

market” Moeller GmbH, Bonn, 09/2008 Deutsch: VER8230-964de, Article No. 119898 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver964de.pdf Englisch: VER8230-964en, Article No. 119899 http://www.moeller.net/binary/ver_techpapers/ver964en.pdf

[2] „Schaltungsbuch 2008, Automatisieren und Energie verteilen“ „Wiring Manual 2008, Automation and Power Distribution“ Moeller Fachbuch, Moeller GmbH, Bonn, 2008 Deutsch: FB0200-004DE, Article 116412 http://www.schaltungsbuch.de Englisch: FB0200-004EN, Article 119816 http://www.wiringmanual.com/

[3] “2008 National Electrical Code”, NFPA 70 ISBN: 0-87765-790-4

ISBN13:978-0-87765-790-3Author: NFPAPublisher: NFPA

“NFPA 70®: National Electrical Code® (NEC®) Handbook, 2008 Edition”

Authors: Mark W. Earley, Jeffrey S. Sargent, Joseph V. Sheehan, and E. William Buss

Publisher: NFPA NFPA No.: 70HB08 ISBN-10: 0-87765-793-9 ISBN-13: 978-0-87765-793-4 Library of Congress Control No.: 2007938657

39

[4] “Canadian electrical code, part I (21st edition), safety stan-dard for electrical installations”

Publisher: CSA International Product Name: C22.1-09 Product ID: 2020257

[5] “Industrial Control Equipment” Publisher: CSA International Product Name: CAN/CSA-C22.2 No. 14-05 Product ID: 2417576

[6] “UL Standard for Safety for Molded-Case Circuit Breakers, Molded-Case Switches and Circuit-Breaker Enclosures, UL 489”

Eleventh Edition, Dated September 1, 2009Stand: 01.09.2009

[7] “UL Standard for Safety for Industrial Control Equipment, UL 508”

Seventeenth Edition, Dated January 28, 1999Standard contains revisions through and including September 19, 2008.

Stand: 19.09.2008

[8] “UL Standard for Safety for Power Conversion Equipment, UL 508C”

Third Edition, Dated May 3, 2002 Stand: 12.02.2010

[9] “UL Standard for Safety for Supplementary Protectors for Use in Electrical Equipment, UL 1077”

Sixth Edition, Dated July 14, 2005 Stand: 05.10.2009

[10] “UL Standard for Safety for Industrial Control Panels, UL 508A”

First Edition, Dated April 25, 2001 Stand: 04.02.2010

[11] “NFPA 79 Electrical Standard for Industrial Machinery, 2007 Edition”

National Fire Protection Association http://www.nfpa.org/catalog

[12] “Molded-case circuit breakers, molded-case switches and circuit-breaker enclosures”

Publisher: CSA International Product Name: CAN/CSA-C22.2 No. 5-09 Product ID: 2417576

[13] IEC/DIN EN 60529, Klassifikation VDE 0410 Teil1 “Schutzarten durch Gehäuse (IP-Code)“,

September 2000

Eatons Ziel ist es, zuverlässige, effiziente und sichere Stromver-sorgung dann zu bieten, wenn sie am meisten benötigt wird. Die Experten von Eaton verfügen über ein umfassendes Fachwissen im Bereich Energiemanagement in verschiedensten Branchen und sorgen so für kundenspezifische, integrierte Lösungen, um anspruchsvollste Anforderungen der Kunden zu erfüllen.

Wir sind darauf fokussiert, stets die richtige Lösung für jede Anwendung zu finden. Dabei erwarten Entscheidungsträger mehr als lediglich innovative Produkte. Unternehmen wenden sich an Eaton, weil individuelle Unterstützung und der Erfolg unserer Kunden stets an erster Stelle stehen. Für mehr Informationen besuchen Sie www.eaton.com/electrical.

Eaton Industries GmbH

Hein-Moeller-Str. 7–11D-53115 Bonn / Germany

© 2013 by Eaton CorporationAlle Rechte vorbehaltenPrinted in Germany 01/13Bezeichnung: VER0211-969deip Januar 2013Artikelnr.: 144057

Eaton ist ein eingetragenes Warenzeichen der Eaton Corporation.

Alle anderen Warenzeichen sind Eigentumder entsprechenden Eigentümer.

SmartWire-DT® is a registered trademark of Eaton Corporation.

Eaton Electric GmbH

Kunden-Service-Center

Postfach 1880

53105 Bonn

Auftragsbearbeitung

Kaufmännische AbwicklungDirektbezugTel. 0228 602-3702Fax 0228 602-69402E-Mail: Bestellungen-Bonn@eaton.com Kaufmännische AbwicklungElektrogroßhandelTel. 0228 602-3701Fax 0228 602-69401E-Mail: Bestellungen-Handel-Bonn@eaton.com Technik

Technische Auskünfte / ProduktberatungTel. 0228 602-3704Fax 0228 602-69404E-Mail: Technik-Bonn@eaton.com Anfragen / AngebotserstellungTel. 0228 602-3703Fax 0228 602-69403E-Mail: Anfragen-Bonn@eaton.com Qualitätssicherung / ReklamationenTel. 0228 602-3705Fax 0228 602-69405E-Mail: Qualitaetssicherung-Bonn@eaton.com Zentrale

Tel. 0228 602-5600Fax 0228 602-5601

Schweiz

Internet: www.eaton.ch

Lausanne

Eaton Industries II SàrlAvenue des Baumettes 131020 RenensTel. +41 58 458 14 68Fax +41 58 458 14 69E-Mail: lausanneswitzerland@eaton.com

Zürich

Eaton Industries II GmbHIm Langhag 148307 EffretikonTel. +41 58 458 14 14Fax +41 58 458 14 88E-Mail: effretikonswitzerland@eaton.com

Österreich

Internet: www.eaton.at

Wien

Eaton GmbHScheydgasse 421215 Wien, AustriaTel. +43 (0)50868-0Fax: +43 (0)50868-3500Email: InfoAustria@Eaton.com

After Sales Service

Eaton Industries GmbHHein-Moeller-Straße 7-1153115 BonnTel. +49 (0) 228 602-3640Fax +49 (0) 228 602-1789Hotline +49 (0) 1805 223822E-Mail: AfterSalesEGBonn@Eaton.comwww.eaton.eu/aftersales